[发明专利]一种基于功角计算的电力系统振荡识别方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，具体地涉及一种振荡识别方法。

技术背景

在电力系统及其自动化的领域中，正确识别电力系统振荡与故障，在振荡中快速检测出故障以切除故障区段，是有待改善的重要问题之一。

对于振荡过程中发生的对称短路故障，常用估测振荡中心电压的方法构成对称故障判别元件(U_m是保护安装处的测量电压，是保护安装处测量电压U_m和测量电流I_m之间的夹角)。这种识别方法延时比较长(通常为150ms)，且由于估测原因，可能造成较大误差。对于振荡过程中发生的不对称短路故障，常用正，负，零三序电流之间的幅值和相位关系来构成故障判别元件。这种识别方法的缺陷在于：两侧电源功角较大时，发生区内故障，在某些不对称短路故障情况下保护开放的延时可能过长(有可能会超过1s)。随着电力系统的快速发展和网架结构的日益复杂，经过较长时间的延时再切除故障，也是电网所不能允许的。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述缺陷，提出了一种基于功角计算的电力系统振荡识别方法。本发明具体采用以下技术方案：

1、一种基于功角计算的振荡识别方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)采集保护安装处的测量电压、测量电流以及它们之间的夹角；线路故障后的正、负序网的故障分量；非全相运行的条件下还应采集运行时保护安装处的负序电压和负序电流。

(2)应用下述公式(1)计算两侧等效电势的功角δ；

——保护安装处的测量电压和测量电流；

——故障分量的正序电压、正序电流，反映了背后的系统等值阻抗；

——负荷阻抗角，即保护安装处的测量电压与测量电流之间的夹角；

——线路阻抗角，其值约在65°～90°范围，对于具体输电线路为已知参数；

(3)当δ≤80°(失稳的边界判据)时，允许距离保护以较快的速度跳闸；

(4)当δ＞80°时，距离保护再应用式(2)来确定是振荡，还是故障。

式中，DR_SET(τ)——在τ时间间隔中计算得到的电阻变化率；

——输电线路的阻抗角，其值约在65°～90°范围，对于具体的输电线路，其值为已知；

τ——求电阻变化率的时间计算间隔；

T_Zmax——电力系统最大的振荡周期，约为1.5秒；

Z_∑——双电源系统之间的全部阻抗之和。

当(2)式成立时，判断为电力系统发生了故障，否则认为产生了电力系统振荡。

系统全相运行过程中，若发生对称故障，则Z_S由下述公式(3)确定；全相运行过程中，若发生不对称故障，则Z_S由下述公式(4)确定；非全相运行的过程中，Z_S由下述公式(5)确定；双电源系统的等效综合阻抗由下式(6)确定：

ZS=Z1=-ΔU·1ΔI·1---(3)]]>