[发明专利]一种电网系统紧急控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网系统紧急控制方法，适用于已建有广域量测系统(WAMS)的电网调度控制中心。

背景技术

随着经济与技术发展，电力系统的规模逐步增加，遭受短路故障等大扰动而失去暂态功角稳定的可能性较大，需要采取各种控制措施使其恢复稳定。其中切机控制可以改变被切节点的惯性和动能、重构系统中的功率分布，是电力系统暂态功角稳定控制的主要措施之一。

切机控制策略需要明确切机时刻、切机地点和切机量。其中切机时刻设定为工程允许的最早控制时间，一般取决于暂态失稳判别时刻。切机量则与切机地点密切相关，所以切机地点的选择是重中之重。

目前切机地点的选择主要有基于状态量指标变化和基于时域仿真分析两大类。

第一类基于时域仿真和工程经验，文献一《Predicting unstable modes in power systems：theory and computations》(IEEE Trans on Power Systems，1993年第8卷第4期第1429页)选择故障清除时刻或临界切除时刻加速度最大的发电机、动能最大的发电机或系统失稳时角速度最大的发电机作为切机地点。本方法仅分析了机组受扰程度，未考虑机组可控性因素，无法给出切机地点的有效性排序。

第二类依赖于稳定性分析和相关灵敏度计算。如文献二《紧急控制下最优切机切负荷方案的快速算法》(电网技术，2011年第35卷第6期第82页)将切机问题描述为一种非线性整数规划的最优控制问题，根据时域仿真中发电机功角对控制变量的灵敏度计算控制地点和控制量。此类方法依赖于故障后电网快速建模分析，且故障类型、稳定性分析和切机选择三大问题相互耦合，进一步增加了计算的复杂度，时效性较差、准确度不高。

大型互联电网地域辽阔、结构复杂，当发生故障后无法进行快速有效地进行参数重构及稳定性仿真。为此，急需一种快速可靠的电网机组可控性排序方法，以便有效地与现有广域量测系统(WAMS)相结合，达到电力系统紧急控制的目的，有效维持电网安全稳定运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在的不足，提供一种电网系统紧急控制方法，能够在电网系统出现暂态失稳时，为紧急切机操作提供准确依据，从而使系统快速地恢复至稳态运行。

具体而言，本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种电网系统紧急控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、预先建立电网系统简化拓扑数据库；

步骤B、当电网系统发生故障时，锁定故障点的地理位置，并通过步骤A构建的简化拓扑数据库快速匹配故障点到各发电机组的距离；同时实时判别电网系统是否出现暂态失稳；

步骤C、根据下式计算故障下各发电机组的可控性因子γ_i：

γi=Σnum∈Faultci·ΔVKE(num)/di,]]>

其中，ΔV_KE(num)为故障时刻发电机组能量变化，ΔV_KE(num)＝V_KE(t_num+T)-V_KE(t_num)；Fault为从扰动识别时刻起到判别电网失稳前已发生的故障集合，c_i为第i组发电机组的重要性因子，num为故障编号，t_num为故障num发生时刻，d_i为故障点到第i组发电机组的距离，T为采样时间；

步骤D、如电网系统出现暂态失稳，则按照可控性因子γ_i从大到小的顺序依次对各发电机组执行切机操作，直至系统回归稳定状态。