[发明专利]基于功率平面的低励限制与失磁保护的配合整定方法

说明书

一种基于功率平面的低励限制与失磁保护的配合整定方法，该方法先计算发电机在功率平面上的纯功率静稳边界方程，再根据纯功率静稳边界方程按系统最小运行方式计算静稳边界，并得到按静稳边界整定的失磁保护和低励限制，然后以发电机进相深度作为约束条件，调整低励限制线与静稳边界的配合系数，从而保证低励限制与按静稳整定的失磁保护的配合。本设计不仅解决了发电机低励限制与失磁保护失配的技术难题，而且提高了发电机与电网协调配合能力、提高了电力系统的稳定运行水平。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种基于功率平面的低励限制与失磁保护的配合整定方法，主要适用于解决发电机低励限制与失磁保护失配的技术难题。

背景技术

对于发电机低励限制与失磁保护之间的配合，国内外学者进行了大量的研究。作为低励限制与失磁保护之间的配合基础，发电机的静稳边界的轨迹至关重要。发电机的静稳边界反映到发电机的机端，应用十分广泛：失磁保护的定子判据、低励限制的控制判据、发电机进入失步等。不同的应用采用不同的物理量，如：失磁保护用阻抗Z为发电机机端测量阻抗，为发电机机端电压，为发电机机端电流；低励限制用功率S为发电机机端的视在功率值，为发电机机端的电流的共轭值。目前，在功率平面上，静稳边界方程可表示为：

其中，P为发电机机端有功功率，Q为发电机机端无功功率，X_S为系统至发电机机端的等值阻抗，X_d为发电机直轴同步电抗。它是以机端电压U为参变量的一个圆，圆内为安全运行区，圆外为低励限制区，给定一个U，就有一个S的轨迹，这样的轨迹是不真实的。U本身是一个变量，又强制性固定，这样的歪曲，要么扩大动作区(误动)，要么缩小动作区(拒动)。现有发电机低励限制与失磁保护在阻抗平面上进行配合，不易整定且存在失配的风险。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的发电机低励限制与失磁保护失配的缺陷与问题，提供一种发电机低励限制与失磁保护自适应配合的基于功率平面的低励限制与失磁保护的配合整定方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种基于功率平面的低励限制与失磁保护的配合整定方法，所述方法包括以下步骤：

A、计算发电机在功率平面上的纯功率静稳边界方程为：

式(1)中，P为发电机机端有功功率，Q_∞为无穷大系统无功功率，X_S为发电机机端与无穷大系统之间的联系阻抗，X_d为发电机内阻抗，Q为发电机机端无功功率，X_Σ＝X_S+X_d；

B、根据纯功率静稳边界方程，按系统最小运行方式得到的X_S计算静稳边界，令X_S1＝k₁X_S得到按静稳边界整定的失磁保护，令X_S2＝k₂X_S得到低励限制，其中，k₁、k₂为配合系数，X_S1、X_S2为发电机机端与无穷大系统之间的联系阻抗；

C、以发电机进相深度作为约束条件，调整低励限制线与静稳边界的配合系数k₂，从而保证低励限制与按静稳整定的失磁保护的配合。

步骤C中，发电机进相深度通过以下步骤得到：

a、在静稳边界的条件下，将X_S2＝k₂X_S代入式(1)中得到：

式(2)中，U_∞为无穷大系统电压；