电力系统暂态功角失稳的闭环控制方法技术方案

电力系统暂态功角失稳的闭环控制方法，本发明专利技术通过从广域测量系统获取实时量测信息，根据所述实时量测信息以及电力系统的惯量中心，确定需要切除的发电机组，并进行切机控制；基于广域量测系统继续监测电力系统的运行状态，根据暂态功角失稳判据对电力系统稳定性进行判定，若电力系统失稳，则采取切机控制措施，直至系统恢复稳定，从而形成一个闭环控制策略，提高电力系统暂态功角失稳控制措施的有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统领域，具体涉及一种电力系统暂态功角失稳的闭环控制方 法。
技术介绍
随着互联电网的规模越来越大，风能、太阳能等新能源的大规模接入，新型电力电 子装置的广泛应用，电网的暂态稳定特性越来越复杂。传统基于事件的"离线决策，在线匹 配"和"在线决策，实时匹配"的暂态稳定分析与控制模式已不能满足大电网安全稳定运行 要求，逐渐向着"实时决策，实时控制"的方向发展。 与此同时，近年来广域测量系统的完善，为实现实时暂态稳定分析与控制提供了 可能的技术手段。"实时控制"是建立在"实时分析"的基础之上的，对受扰后的系统，判断 稳定性只是暂态稳定研究的第一步。当识别出系统即将失稳时，如何进行适当的控制以避 免系统失稳才是研究的最终目的。 基于广域量测信息的暂态稳定控制，主要涉及到控制措施的量化分析及控制措施 的优化两方面。控制措施的量化分析，即控制变量与表征系统稳定特性的状态变量之间的 轨迹灵敏度关系，早期的轨迹灵敏度研究，主要基于暂态稳定问题的数学模型，进行数值积 分运算得到。这种方法不但计算量巨大，而且依赖于仿真模型和参数的准确性，很难用于在 线暂态稳定控制。广域测量系统的出现，使得利用实测响应数据求取灵敏度成为可能，这就 避免了模型和参数的影响，能更真实地反映控制变量与状态变量之间的内在联系。控制措 施的优化是保证系统在受扰后能恢复稳定运行的前提下，使控制代价最小的问题。对于基 于广域量测信息的暂态稳定控制策略而言，控制措施的优化包含两层含义：一是采用何种 控制措施，其本质是研究不同的失稳模式。不同类型的控制措施在不同的失稳模式下具有 不同的效果，根据系统状态确定失稳模式，进而才能选择最有效的控制措施类型；二是在何 处进行控制，其本质反映的是控制变量与状态变量之间的灵敏度关系。系统失稳时，在不同 地点采取同一类型的控制措施，其效果往往是不同的，因此需要在最合理的地点实施控制 措施，才能保证控制措施的效果。因此，目前电力系统中基于广域量测信息的暂态失稳控制 措施的有效性不够理想。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的电力系统中基于广域量测信息的暂态失稳控制措施 的有效性不够理想的问题，本专利技术的目的在于提供一种电力系统暂态功角失稳的闭环控制 方法，能够提高电力系统暂态功角失稳控制措施的有效性。 一种，包括以下步骤： 获取广域测量系统中的实时量测信息，根据所述实时量测信息中发电机组切机控 制装置的配置信息以及发电机组的运行状态确定参与切机控制的发电机组； 获取所述实时量测信息中发电机组的动态特征信息； 根据所述发电机组的动态特征信息以及电力系统的惯量中心，获取所述参与切机 控制的发电机组的暂态动能； 根据所述参与切机控制的发电机组的暂态动能，确定切除的发电机组，并进行切 机控制。 本专利技术的，通过从广域测量系统获取实时 量测信息，根据所述实时量测信息以及电力系统的惯量中心，确定需要切除的发电机组，并 进行切机控制。本专利技术根据失稳的具体情况而制定相应的切机控制，其所使用的物理量均 来自于实时量测信息，从而能够提高电力系统暂态功角失稳控制措施的有效性。【附图说明】 图1为一个实施例的的流程示意图； 图2为一个实施例的振荡两区域系统的结构示意图； 图3为另一个实施例的的流程示意图； 图4为另一个实施例的IEEE9节点系统的网架机构示意图； 图5为一个实施例的全网功角曲线示意图； 图6为一个实施例的采取切机措施后发电机组的功角曲线示意图。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进 一步地详细描述。 请参阅图1中一个实施例的一种的流程 示意图。 S102,获取广域测量系统中的实时量测信息。 所述实时量测信息包括发电机组切机控制装置的配置信息、发电机组的运行状态 信息、以及发电机组的动态特征信息等电力系统暂态功角失稳时的实时数据信息。通过该 步骤，获得切机控制措施的原始物理量数据，提高电力系统暂态功角失稳控制措施中原始 物理量数据的准确性。 S104,根据所述实时量测信息中发电机组切机控制装置的配置信息以及发电机组 的运行状态确定参与切机控制的发电机组。 其中，所述发电机组切机控制装置的配置信息包括：发电机组与切机控制装置的 关联信息、发电机组ID信息、发电机组地理位置信息、发电机组参数信息、切机控制装置ID 信息、切机控制装置地理位置信息、切机控制装置参数信息等；所述发电机组的运行状态包 括启动状态、停止状态等工作状态。通过该步骤来确定参与切机控制的发电机组，能缩短切 机控制措施的制定时间，进而提尚切机控制措施的制定效率。 S106,获取所述实时量测信息中发电机组的动态特征信息。 所述动态特征信息的采样周期与广域量测系统中测量单元的采样周期相同，从而 使得动态特征信息与广域量测系统中的数据同步，数据准确度更高。 在其中一个实施例中，所述发电机组的动态特征信息包括： 发电机组的角速度信息，其中，第i时刻第k台发电机的角速度为ω，。 S108,根据所述发电机组的动态特征信息以及电力系统的惯量中心，得到所述参 与切机控制的发电机组的暂态动能。 在其中一个实施例中，所述电力系统的惯量中心为：其中iaOT为弟i时刻电力系统的惯M中七、，η为所 述发电机组的数量，Mk为第k台发电机组的惯性时间常数。 根据李雅普诺夫稳定性理论，对于多机互联电力系统，系统同步坐标下的暂态动 能Ek、暂态势能Ep及全系统暂态能量E可定义如下： 其中Sk为发电机组k的转子角，Δ ω k为发电机组k的转速与同步速的偏差，Mk 为发电机组k的转子惯性时间常数，Pnilo Pdi分别为发电机组k的机械功率和电磁功率，δ s 为失稳后系统稳定平衡点所对应的发电机组功角，作为势能的参考点。故障切除时系统的 动能和势能分别为： 其中δ。、Δ ω。分别为故障切除时的功角和转速差；为故障期间的电磁功率； 为故障清除后的电磁功率。 根据上述同步坐标下的暂态能量函数定义可知，所定义的暂态动能为全系统发电 机组动能之和。当系统受扰后稳定运行在一个高于同步转速的频率上，即A cok#〇,则由 式（1)可知所定义的系统暂态动能不为零。实际上，这个能量对系统失步并不起作用，可见 在同步坐标下所定义的暂态动能并不能精确反映导致系统失步的能量，会影响分析结果的 正确性。 惯量中心坐标下的暂态动能与同步坐标下的暂态动能相比，减少了惯量中心自身 运动的动能，这部分动能对系统失步而言并不起作用。因此该步骤中，基于惯量中心坐标下 的电力系统的惯量中心进行暂态稳定分析，能提高分析的正确性。 S110,根据所述参与切机控制的发电机组的暂态动能，确定切除的发电机组，并进 行切机控制。 在其中一个实施例中，所述根据参与切机控制的发电机组的暂态动能，确定切除 的发电机组的步骤包括： 将所述参与切机控制的发电机组按照暂态动能的大小进行从大到小的排序； 根据排序结果以及切机控制条件，确定切除的发电机组，其中，所述切机控制条件其中C为排序前C台的发电机组，S为参与切机控制的发电机组总 数，r为切机量控制系数。 通过该步骤中参与切机控制的发电机组的暂态动能，来确定需要切除的发电机 组，使得电力系统暂态功角失稳控制的措施制定，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统暂态功角失稳的闭环控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取广域测量系统中的实时量测信息，根据所述实时量测信息中发电机组切机控制装置的配置信息以及发电机组的运行状态确定参与切机控制的发电机组；获取所述实时量测信息中发电机组的动态特征信息；根据所述发电机组的动态特征信息以及电力系统的惯量中心，得到所述参与切机控制的发电机组的暂态动能；根据所述参与切机控制的发电机组的暂态动能，确定切除的发电机组，并进行切机控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴为，饶宏，洪潮，柳勇军，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：广东;44