[发明专利]一种考虑电力系统频率分布特性的频率紧急控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑电力系统频率分布特性的频率紧急控制方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明通过计算各可控措施所在的地点与领前群和余下群中特定机组之间的平均电气距离，对于所在的地点与领前群机组之间的电气距离较近的控制措施，使下发指令时间使得该措施确保在振荡周期的前半周动作，对于所在的地点与余下群机组之间的电气距离较近的控制措施，使下发指令时间使得该措施确保在振荡周期的后半周动作。本发明为实现系统在大功率故障扰动后，缓解电网的功率不平衡问题的同时，有效降低频率时空分布对基于就地频率响应控制效果的影响，提高电网的安全稳定性。

技术领域

本发明涉及一种考虑电力系统频率分布特性的频率紧急控制方法，属于电力系统及其自动化技术领域。

背景技术

随着全国经济的快速发展，各地区有功功率负荷需求不断增大，保证电能的供需平衡是频率稳定的重要条件。当电力系统中出现功率缺额时，电力系统的频率低于额定值，严重时将发生频率崩溃事故。

目前在研究电网频率的长周期行为时(如一次调频、二次调频)，可认为电网的频率是统一的，各发电机转速均相等，忽略发电机之间的相对摇摆，认为发电机之间严格的保持同步运行。但是，实际上在故障扰动后，系统中的各发电机组未失步时，全网的平均频率是相同的，但是功率传播过程中，各节点的瞬时频率将围绕全网的平均频率波动。

基于电网网架结构、发电机组分布、机组参数及负荷类型等因素的影响，系统频率特性呈现为时空分布。对于一些基于就地频率响应的控制，可能导致装置不能按照设计的理想状态动作。例如，系统频率是制定低频减载方案的依据，系统频率的时空分布特性可能致使不同位置的低频减载装置处于无序的动作状态。比如我国西南小水电群和西北大风电群就呈现明显的电源频率控制时空分布特性，若扰动传播引起继电保护动作，还有可能产生连锁故障，导致全系统不可控的无序解列或者大面积停电事故。

电力系统动态安全研究较为复杂，仿真中通常忽略频率动态时空分布特性。然而随着科学技术的发展，真实系统的频率动态时空分布特性不容忽略。目前，对于电力系统频率动态特性的研究，通常采用数值仿真和基于实测轨迹研究的方法，试图找出不同扰动下频率轨迹的关联，进而揭示其蕴含的系统动态特性。但是，对于抑制系统频率动态时空分布特性的紧急控制措施和方法还鲜有提出。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种考虑电力系统频率分布特性的频率紧急控制方法，针对系统在大功率扰动故障下可能存在频率分布特性的现状，给出了紧急控制措施在时间和空间上的协调控制方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种考虑电力系统频率分布特性的频率紧急控制方法，包括以下步骤：

1))实时监测电力系统的运行状态，若系统在地点w处发生功率扰动量为P的扰动故障，判断该扰动量P是否大于设定的阈值，若大于阈值，则启动紧急控制；

2)实时监测系统当前能够采取的功率紧急控制措施，并将第j个控制措施的最大控制量记为P_j，j＝1,2……m，其中，m为所有控制措施的总个数，将从紧急控制指令下发到控制措施实际执行的延时记为T_j；

3)监测系统中所有机组的频率响应轨迹ω_i(t)，i表示第i个机组，并计算故障瞬间各个机组的初始频率变化率dω_i(0⁺)/dt，若存在机组s和t之间的初始频率变化率之差|dω_s(0⁺)/dt-dω_t(0⁺)/dt|大于阈值ε，则转入步骤4)；否则，按照各个控制措施的延时T_j从小到大的排序顺序确定需要采取的紧急控制措施，并立即同时下发指令执行；