[发明专利]一种电网系统暂态失稳判别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网系统暂态失稳判别方法及紧急控制方法，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

随着现今用电需求的日益增长，电网规模不断扩大，现代电力系统的运行更加接近其稳定边界。在各种新技术和控制器件的投入使用下，电网的动态特性更为复杂多变，暂态失稳事故频繁发生。研究表明，暂态失稳是影响电网安全稳定运行甚至酿成电网大面积停电的罪魁祸首。因此，为了维持全网的正常运营，高效可靠的电力系统暂态失稳实时分析与紧急控制是至关重要的。

电力系统的暂态稳定性分析与控制长期以来是十分重要的课题。随着相量测量单元(PMU)在电力系统中的广泛应用，利用PMU/WAMS的广域量测进行暂态失稳的实时预警和紧急控制成为热点问题。文献一《实测摇摆曲线的暂态稳定量化分析》(电力系统自动化2004年第28卷第20期第17页)采用扩展等面积法则(EEAC)，首先识别同调机群并聚合成单机无穷大系统，通过等值单机功角-不平衡功率轨迹来判别系统的暂态稳定性。文献二《WACS-Wide-Area Stability and Voltage Control System：R&D and Online Demonstration》(Proceedings of The IEEE，2005年第93卷第5期第892页)提出了以电压作为观测信息，利用直接积分运算分析电力系统暂态稳定性的方法，算法建立在工程经验的基础上，没有严格的理论推导，可靠性不高。上述方法均属于及积分类算法，需要一定时间窗观测信息的积累，识别时间较长。

文献三《基于轨迹几何特征的暂态不稳定识别研究》(中国电机工程学报2008年第28卷第4期第16页)提出了基于相平面轨迹几何特征的暂态不稳定判别方法，并在二维自治系统下证明了判据的有效性。轨迹凹凸性判别方法属于微分类算法，仅需要连续两个时间断面信息就能快速判别系统暂态稳定性，无需网络拓扑和运行方式等信息，根据发电机受扰轨迹实时计算相关判别指标，方法简单，时效性高。但是在复杂多机系统下，非哈密顿特性会造成一定的误判。该方法建立在等值单机无穷大系统(OMIB)的基础上，根据等值单机功角-角速度及功角-不平衡功率的相平面轨迹凹凸特性来判别暂态失稳，判别依据较少，容易出现误判。且该方法判别结果的准确性在一定程度上依赖于发电机分群结果，且实际应用中一般采用差分代替微分，数据误差有可能会导致误判。

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判别结果不够准确的不足，提供一种电网系统暂态失稳判别方法，在现有基于相平面轨迹几何特征的暂态不稳定判别方法的基础上，将系统的暂态动能与暂态总能量的微变化量引入判别依据，从而提高判别结果的准确性。

具体而言，本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种电网系统暂态失稳判别方法，包括以下步骤：

步骤1、判断电网系统是否有扰动发生，如是，则转步骤2；

步骤2、将电网系统中的发电机组聚合为单机无穷大系统；并构建单机无穷大系统的功角-角速度及功角-不平衡功率的相平面，计算功角-角速度平面轨迹凹凸性指标和功角-不平衡功率平面轨迹凹凸性指标；

步骤3、计算单机无穷大系统的暂态动能微变化量与暂态不平衡能量微变化量；

步骤4、判断下式是否得到满足，如是，则判定电网系统暂态失稳，