[发明专利]电力系统失步中心定位及振荡中心追踪系统及其方法

说明书

本发明属于电力系统稳定分析技术领域，尤其涉及一种基于精准线路阻抗模型的失步中心定位及振荡中心追踪系统及其方法，以两个发电机通过线路相连来构建二机等值系统模型，从而构建线路阻抗模型和测量阻抗模型；将线路阻抗模型以及测量阻抗模型描绘于同一阻抗复平面中，获得系统阻抗曲线和测量阻抗轨迹圆；系统阻抗曲线和测量阻抗轨迹圆相交于O₀点定位为失步中心，系统阻抗曲线上任一点与O₀点连线所表示的相量均为该点在某时刻的测量阻抗，并确定失步中心出现时线路两端发电机的功角差与180°的大小关系；在轨迹圆上功角差为δ的点确定的情况下，通过阻抗复平面图求取全系统阻抗曲线上到该点距离最短的点，实现振荡中心的定位及漂移追踪。

技术领域

本发明属于电力系统稳定分析技术领域，尤其涉及一种基于精准线路阻抗模型的失步中心定位及振荡中心追踪系统及其方法。

背景技术

随着电网规模增大、运行方式多变，系统的动态特性愈加复杂。当电力系统发生严重故障时，系统功角稳定破坏后将导致失步振荡，给电力设备造成巨大冲击，甚至引起大范围停电事故。基于两机系统模型的失步中心及振荡中心定位方法能够准确定位失步震荡中心，保障电网安全可靠运行。

目前，对系统失步振荡中心定位方法主要分为基于本地信息与基于广域信息两大类，一类是基于本地信息进行失步振荡中心定位，如基于P-Q-θ变化特征、基于Ucosφ和无功功率特征的方法，均能定位振荡中心。另一类是基于广域信息的振荡中心定位方法，如基于振荡能量的变化规律实现的振荡中心定位方法。然而，关于振荡的现有研究中假设条件过于理想，常常以全系统阻抗角一致为前提，而这在实际电网中往往无法满足，研究全系统阻抗角不等对失步中心定位和振荡中心迁移的影响是一个突破点。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种基于精准线路阻抗模型的失步中心定位及振荡中心追踪系统及其方法。

系统包括顺序相连的信息采集模块、失步中心定位模块、振荡中心位置迁移追踪模块和失步振荡中心位置输出模块；所述信息采集模块用于采集二机等值系统中网络结构参数、系统内发电机功角与转速以及电压幅值，并将采集数据发送至失步中心定位模块；所述失步中心定位模块利用信息采集模块采集到的信息构建阻抗复平面，把测量阻抗轨迹与全系统阻抗曲线的交点定位为失步中心；并根据失步中心测量阻抗向量和最小幅值测量阻抗向量的相位关系，判别失步中心出现时，线路两端发电机的功角差与180°的大小关系；所述振荡中心位置迁移追踪模块用于两机系统振荡中心漂移路径的追踪与剖析；所述失步振荡中心位置输出模块用于输出失步中心位置和振荡中心漂移路径。

所述方法包括以下步骤：

步骤1：以两个发电机通过线路相连来构建二机等值系统模型，从而构建线路阻抗模型和测量阻抗模型；

步骤2：将线路阻抗模型以及测量阻抗模型描绘于同一阻抗复平面中，获得系统阻抗曲线和测量阻抗轨迹圆；

步骤3：系统阻抗曲线和测量阻抗轨迹圆相交于O₀点，系统阻抗曲线上任一点与O₀点连线所表示的相量均为该点在某时刻的测量阻抗，O₀点定位为失步中心，并确定失步中心出现时线路两端发电机的功角差与180°的大小关系；

步骤4：在轨迹圆上功角差为δ的点确定的情况下，通过阻抗复平面图求取全系统阻抗曲线上到该点距离最短的点，实现振荡中心的定位及漂移追踪。

所述二机等值系统模型的构建假设条件为：频率沿线路均匀变化，不考虑中间负荷和电容电流的影响，两侧发电机电势幅值保持不变。

所述步骤1具体包括：