[发明专利]改善单通道互联电网暂态功角稳定性的紧急控制方法

说明书

本发明公开了一种改善单通道互联电网暂态功角稳定性的紧急控制方法，根据功率波动轨迹特征，通过比较功率大规模转移的暂态过程中，特高压联络线断面最大暂态功率、理论准稳态功率和理论功率首摆峰值之间的关系，识别暂态功角失稳的风险大小，并提出相应的紧急控制策略，从而减小故障后电网失稳的可能性，提高电网的安全稳定性，为电力系统紧急控制策略提供决策支持。

技术领域

本发明涉及一种改善单通道互联电网暂态功角稳定性的紧急控制方法，属于电力自动化技术领域。

背景技术

区域电网互联已成为现代电力系统发展的一种主要方式。随着长治-南阳-荆门特高压示范工程投入运行，我国华北-华中两大区域电网通过特高压交流联络线形成互联电力系统。对于采用交流互联方式的交流同步电网，发生在某区域中的大扰动，不仅会对本区域电网稳定性造成冲击，而且将通过区域间联络线对其他区域电网的稳定性产生冲击，严重时甚至可能会导致区域电网失步振荡解列。

对于采用远距离跨区交流互联的同步电网，大功率冲击扰动使得区域电网出现大量功率缺额或盈余，功率在全网内发生大规模转移，使得薄弱断面受到的功率冲击超过其能承受的最大暂态功率，可能会引起互联电网失去同步。基于实际电网的研究也表明，在长治南阳线大功率送电情况下，华中电网发生大功率扰动事件时(如特高压直流闭锁、省间断面联络线解列等)，即使主网机组同调性良好的前提下，华中与华北电网也存在着暂态功角失稳的风险。

针对该现象，许多学者进行了相关的研究，但是目前还没有给出受扰电气量与系统暂态功角稳定性之间的定量关系，也没有提出相应的紧急控制方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种改善单通道互联电网暂态功角稳定性的紧急控制方法，解决现有技术中大功率扰动事件导致电网存在暂态功角失稳的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：改善单通道互联电网暂态功角稳定性的紧急控制方法，包括如下步骤：

确定特高压互联电网中交流同步电网跨区域单输电通道断面；

计算在运行状态下发生同步振荡过程中，所述单输电通道断面可达到的最大暂态功率；

当单输电通道断面某一侧的区域电网发生有功功率的故障扰动时，确定该单输电通道断面联络线在故障后的理论准稳态功率、以及故障扰动后该单输电通道断面的理论功率首摆峰值；

根据最大暂态功率、理论准稳态功率和理论功率首摆峰值三者之间的关系，确定在故障扰动下电力系统的暂态稳定性，并为电力系统提供紧急控制策略。

所述最大暂态功率采用公式(1)计算获得：

式中：P_max为最大暂态功率；U₁、U₂为单输电通道断面两侧母线的电压幅值；X_L为单输电通道断面的线路电抗。

所述理论准稳态功率的计算方法如下：

P_∞＝J_i/(J₁+J₂)P_LΔ+P₀ (2)

式中：P_∞为理论准稳态功率；J_i为非故障扰动区域电网的惯性常数，i＝1或2；J₁为区域电网A的惯性常数；J₂为区域电网B的惯性常数；P₀为单输电通道断面实时有功功率；区域电网A和区域电网B分别为交流同步电网两侧区域电网；P_LΔ为实际故障扰动量。

所述理论功率首摆峰值的计算方法如下：