[发明专利]一种基于能量函数的分时换相序紧急控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于能量函数的分时换相序紧急控制方法及系统。该方法包括：根据预设时刻系统内各个发电机功角和转速确定系统总能量；若总能量小于或等于临界能量，控制结束；否则，确定每台发电机的运动轨迹；根据每台发电机的运动轨迹，确定最先达到180度功角的发电机为失步最严重的发电机；计算并比较失步最严重的发电机由预设时刻功角至功角达到180度的不同时刻的系统能量变化值，确定最大能量变化值对应的时刻为发电机换相序时刻，并对失步最严重的发电机进行换相序操作；将预设时刻更新为发电机换相序时刻，重新计算系统总能量。采用本发明的方法及系统，具有能够在恢复系统稳定的同时能保持系统完整性，提高电力系统的能效和安全性的优点。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定控制技术领域，特别是涉及一种基于能量函数的分时换相序紧急控制方法及系统。

背景技术

随着电网规模扩大，区域互联不断增多，电力系统中各种不确定性运行变量与复杂扰动因素相互干扰、相互影响，极易造成联络线功率大幅摆动，显著增加了系统发生暂态失稳的概率，给系统安全稳定运行带来了极大的风险。当系统受到扰动失稳后，通常使用的紧急控制措施有切机、切负荷、低频减载以及失步解列等措施，这些措施的共同点在于一定程度上牺牲电网运行的完整性，通过紧急控制帮助系统恢复稳定。这些措施对大扰动下严重失稳的情形有着更加快速、明显的效果。失步解列作为防止系统崩溃的最后一道防线，以牺牲电网完整性为代价来恢复系统稳定运行，如何在系统解列前进行有效的紧急控制，在恢复系统稳定的同时能保持系统完整性，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于能量函数的分时换相序紧急控制方法及系统，具有能够在恢复系统稳定的同时能保持系统完整性，提高电力系统的能效和安全性的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于能量函数的分时换相序紧急控制方法，包括：

获取电力系统扰动结束后预设时刻下所述电力系统内各个发电机的功角和转速；

根据预设时刻下所述电力系统内各个发电机的功角和转速确定电力系统的总能量；

判断所述电力系统的总能量与临界能量的大小；若所述总能量小于或等于所述临界能量，则控制结束；若所述总能量大于所述临界能量，则根据预设时刻下所述系统内各个发电机的功角和转速确定每台发电机的运动轨迹；所述临界能量为采用相关不稳定平衡点法确定的所述电力系统中所有不稳定平衡点的最小能量函数值；所述发电机的运动轨迹为在发电机的功角达到180°这一时间段内，不同时刻对应的发电机的功角与转速值；

根据所述每台发电机的运动轨迹，确定最先达到180°功角的发电机为失步最严重的发电机；

计算并比较所述失步最严重的发电机由预设时刻功角至功角达到180°的不同时刻的系统能量变化值，确定最大能量变化值对应的时刻为发电机换相序时刻；

在发电机换相序时刻对所述失步最严重的发电机进行换相序操作；

将所述预设时刻更新为发电机换相序时刻，并返回步骤“根据预设时刻下所述系统内各个发电机的功角和转速确定电力系统的总能量”。

可选的，根据如下公式确定所述电力系统的总能量：