一種電網(wǎng)實時緊急控制方法
【專利摘要】本發(fā)明一種電網(wǎng)實時緊急控制方法，屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，本發(fā)明克服了初始轉(zhuǎn)子角度過大對于臨界機(jī)群識別的影響，更加準(zhǔn)確地識別臨界機(jī)群；克服了以往穩(wěn)態(tài)分析中必須進(jìn)行等值計算的弊端，而是僅僅通過臨界機(jī)群中的幾臺發(fā)電機(jī)組來進(jìn)行整個系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷，這樣就節(jié)省了計算量，更加快捷地完成系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷；本發(fā)明通過臨界機(jī)群和剩余機(jī)群等值計算進(jìn)行了切機(jī)量的推導(dǎo)；基于同步相量測量單元(PMU)，本發(fā)明提出的方法可以與傳統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定方法進(jìn)行補(bǔ)充，有利于構(gòu)建大停電的實時防御體系。
【專利說明】一種電網(wǎng)實時緊急控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種電網(wǎng)實時緊急控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)發(fā)展的一大趨勢是電網(wǎng)互聯(lián)，隨著電壓等級的不斷升高和電網(wǎng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性問題成為最重要的研究問題之一；在電網(wǎng)發(fā)生故障后，如果未及時采取相應(yīng)的措施可能發(fā)展為連鎖性故障，最終導(dǎo)致大停電，這就對防御大停電的第
二道防線(緊急控制)在維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行方面提出了更高的要求。
[0003]目前，基于全球定位系統(tǒng)(GPS)的同步相量測量裝置(PMU)的研制，為電力系統(tǒng)的監(jiān)控領(lǐng)域提供了新的研究方向。利用PMU對電壓、電流信號進(jìn)行同步測量，包括幅值、頻率和相位信息，通過高速傳輸網(wǎng)絡(luò)將電壓、電流信號近乎實時地傳送到控制中心，并且將電網(wǎng)控制中心中的電壓、電流和功角等信息的更新速度由秒級提高到毫秒級，這就為電力系統(tǒng)的動態(tài)運行控制提供了新的研究視角。因此，基于同步相量測量技術(shù)的暫態(tài)穩(wěn)定實時緊急控制的研究，在理論和實踐上都具有十分重要的意義。
[0004]傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析往往基于擴(kuò)展等面積法(EEAC)和單機(jī)等面積法進(jìn)行機(jī)群等值，在積分的基礎(chǔ)上，等值機(jī)群的計算量較大，計算步驟比較繁瑣，比較容易受系統(tǒng)內(nèi)部不穩(wěn)定因素的影響，有時無法滿足實時性的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提出一種電網(wǎng)實時緊急控制方法，以達(dá)到克服初始轉(zhuǎn)子角度過大對于臨界機(jī)群識別的影響、克服以往暫態(tài)分析中必須進(jìn)行等值計算的弊端，僅僅通過臨界機(jī)群中的幾臺發(fā)電機(jī)組來進(jìn)行整個系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷的目的。
[0006]一種電網(wǎng)實時緊急控制方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1、當(dāng)電網(wǎng)產(chǎn)生故障后，通過相量測量單元實時采集電網(wǎng)內(nèi)每臺發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度、轉(zhuǎn)速和有功功率；
[0008]步驟2、根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化量、功率變化量、時間間隔和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量，確定每臺發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角度變化量；
[0009]步驟3、將每臺發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度變化量由大到小進(jìn)行排序，確定相鄰轉(zhuǎn)子角度變化量差值最大處，將該處前方的所有發(fā)電機(jī)作為臨界機(jī)組，將該處后方的所有發(fā)電機(jī)作為剩余機(jī)組；
[0010]步驟4、判斷電網(wǎng)是否滿足暫態(tài)穩(wěn)定，若滿足，則返回步驟1，否則，執(zhí)行步驟5 ;
[0011]具體為:
[0012]步驟4-1、根據(jù)每個發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率、每個發(fā)電機(jī)在每個米樣時刻的輸出電磁功率、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣性常數(shù)和慣性中心參考系下的角加速度，獲得每個發(fā)電機(jī)在每個采樣時刻的慣性中心參考系下的不平衡功率；
[0013]計算公式如下:[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種電網(wǎng)實時緊急控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、當(dāng)電網(wǎng)產(chǎn)生故障后，通過相量測量單元實時采集電網(wǎng)內(nèi)每臺發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度、轉(zhuǎn)速和有功功率； 步驟2、根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化量、功率變化量、時間間隔和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量，確定每臺發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角度變化量； 步驟3、將每臺發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度變化量由大到小進(jìn)行排序，確定相鄰轉(zhuǎn)子角度變化量差值最大處，將該處前方的所有發(fā)電機(jī)作為臨界機(jī)組，將該處后方的所有發(fā)電機(jī)作為剩余機(jī)組； 步驟4、判斷電網(wǎng)是否滿足暫態(tài)穩(wěn)定，若滿足，則返回步驟1，否則，執(zhí)行步驟5 ; 具體為: 步驟4-1、根據(jù)每個發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率、每個發(fā)電機(jī)在每個米樣時刻的輸出電磁功率、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣性常數(shù)和慣性中心參考系下的角加速度，獲得每個發(fā)電機(jī)在每個采樣時刻的慣性中心參考系下的不平衡功率； 計算公式如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)實時緊急控制方法，其特征在于，步驟2所述的根據(jù)測量的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化量、功率變化量、采樣周期和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量，確定每臺發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角度變化量，公式如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)實時緊急控制方法，其特征在于，步驟5所述的計算獲得臨界機(jī)組的穩(wěn)定臨界轉(zhuǎn)子角度，進(jìn)而獲得臨界機(jī)組所需的功率切除量，具體如下: 構(gòu)建臨界機(jī)組中所有發(fā)電機(jī)的等值轉(zhuǎn)子慣性常數(shù)、臨界機(jī)組中所有發(fā)電機(jī)的等值角速度、臨界機(jī)組的故障切除角度、臨界機(jī)組中發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率、臨界機(jī)組的穩(wěn)定臨界轉(zhuǎn)子角度和臨界機(jī)組所需的功率切除量之間的關(guān)系，如公式(4)和公式(5)所示:
【文檔編號】H02J3/24GK103997049SQ201410235990
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】楊珺, 孫秋野, 張化光, 劉鑫蕊, 羅艷紅, 耿海強(qiáng), 馮健, 汪剛, 王迎春, 黃博南, 王馨漪 申請人:東北大學(xué)