暂态功角失稳识别方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种暂态功角失稳识别方法及系统，该方法和系统通过获取发生故障后的电力系统的发电机组信息和振荡中心所在的振荡联络线断面信息，对所获取到的信息分别周期性提取不同时刻发电机的功角、角速度偏差以及不同时刻振荡联络线断面上不同联络线的有功功率、线路首末端电压相角及联络线送端母线频率，然后根据所提取的数据分别构建第一判据和第二判据，通过判断电力系统是否同时满足第一判据和第二判据来实现其暂态功角失稳识别。本发明专利技术所提供的暂态功角失稳识别方法及系统仅以发生故障后的电力系统的相关物理量作为参数，具有物理意义明确、计算简单等特点，因而根据所构建的判据对电力系统的暂态功角失稳进行识别的速度快、准确性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统
，特别是涉及一种暂态功角失稳识别方法及系统。
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， 为实现电力系统实时暂态稳定分析与控制提供了可能的技术手段。在暂态稳定"实时决策" 过程中，快速暂态功角失稳识别是实现这一过程的前提，需要准确、及时地识别出电力系统 的失稳状态，为后续"实时决策"提供决策依据。目前基于广域量测信息的暂态功角失稳识别方法主要包括人工智能法和轨迹分 析法，其中轨迹分析法是一种根据暂态功角失稳判据进行稳定性识别的方法，该方法本身 并不依赖于网络拓扑、系统参数和元件模型，也不需要进行动态等值，因此得到了较为普遍 的应用。基于广域量测信息的暂态功角失稳识别方法所采用的用于轨迹预测的模型主要有 多项式模型、三角函数模型、自回归模型等，同时该方法所采用的基于受扰轨迹的暂态功角 失稳判据主要有门槛值判据、微分判据以及综合判据等，虽然通过上述轨迹预测模型与判 据的结合能够实现电力系统的稳定性预估，但是由于上述判据的获得均需采集电力系统发 生故障前后的大量的实时测量数据，且模型仿真所需时间较长，导致对于电力系统暂态功 角失稳识别的速度有限，不利于对电力系统的暂态功角失稳进行正确、及时、有效的控制。
技术实现思路
基于此，有必要针对电力系统暂态功角失稳识别速度有限的问题，提供一种暂态 功角失稳识别方法及系统。 在本专利技术所提供的实施例中，包括如下技术方案： -种暂态功角失稳识别方法，包括以下步骤： 获取发生故障后的电力系统的发电机组信息和振荡中心所在的振荡联络线断面 信息； 根据所述发电机组信息周期性提取不同时刻发电机的功角及角速度偏差，根据所 述振荡联络线断面信息周期性提取不同时刻振荡联络线断面上不同联络线的有功功率、线 路首末端电压相角及联络线送端母线频率； 根据所述功角及所述角速度偏差求取各个时刻所述电力系统的等值角速度-等 值功角曲线的斜率，若当前时刻所述斜率满足第一判据且当前时刻等值后的所述有功功 率、线路首末端电压相角差及所述联络线送端母线频率满足第二判据，则判定当前时刻的 所述电力系统将发生暂态功角失稳。 相应地，本专利技术还提供了一种暂态功角失稳识别系统，包括： 信息获取装置，用于获取电力系统发生故障后的发电机组信息和振荡中心所在的 振荡联络线断面信息； 信息提取装置，用于根据所述发电机组信息周期性提取不同时刻发电机的功角及 角速度偏差，根据所述振荡联络线断面信息周期性提取不同时刻振荡联络线断面上不同联 络线的有功功率、线路首末端电压相角及联络线送端母线频率； 失稳判定装置，用于根据所述功角及所述角速度偏差求取各个时刻所述电力系统 的等值角速度-等值功角曲线的斜率，若当前时刻所述斜率满足第一判据且当前时刻等值 后的所述有功功率、线路首末端电压相角差及所述联络线送端母线频率满足第二判据，则 判定当前时刻的所述电力系统将发生暂态功角失稳。 上述暂态功角失稳识别方法及系统针对振荡现象发生后互联系统间的暂态功角 稳定性问题，仅以电力系统发生故障后的发电机组及其振荡联络线断面的动态特征信息为 依据构建判据，由于所构建的判据与电网模型参数、电力系统运行工况等均无关，且具有物 理意义明确、计算简单等特点，因而根据所构建的判据对电力系统的暂态功角失稳进行识 别的计算速度较快，同时由于构建判据时所使用的物理量均源自电力系统的实测数据，这 些物理量能够同时反映系统发电机的运行状态和系统输电网络的受扰程度，因而能够有效 提高暂态功角失稳分析的准确性。【附图说明】 图1为本专利技术其中一个实施例中暂态功角失稳识别方法的流程示意图； 图2为本专利技术其中一个【具体实施方式】中等值两机系统的结构示意图； 图3为基于振荡中心划分而得到的两区域系统的结构示意图； 图4为新英格兰10机39节点系统的结构示意图； 图5为本专利技术其中一个实施例的角速度-功角曲线图； 图6为本专利技术其中一个实施例的角速度-功角曲线的斜率随时间变化的曲线图； 图7为本专利技术其中一个实施例的有功功率曲线、线路首末端电压相角差曲线以及 联络线送端母线频率曲线图； 图8为本专利技术其中一个实施例中暂态功角失稳识别系统的结构示意图。【具体实施方式】 下面将结合附图及较佳实施例对本专利技术的技术方案进行详细描述。 在其中一个实施例中，参见图1所示，提供一种暂态功角失稳识别方法，包括如下 步骤： SlOO获取发生故障后的电力系统的发电机组信息和振荡中心所在的振荡联络线 断面信息； 在电力系统发生故障的瞬间或者故障发生后的一段时间之内，电力系统中的发电 机组将发生振荡，而与发生振荡的发电机组相连的振荡联络线上的功率、电流以及某些节 点的电压将会产生不同程度的变化，因此电力系统的发电机组信息和振荡中心所在的振荡 联络线断面信息均是能够反映电力系统运行状态的重要物理量。 SllO根据所述发电机组信息周期性提取不同时刻发电机的功角及角速度偏差，根 据所述振荡联络线断面信息周期性提取不同时刻振荡联络线断面上不同联络线的有功功 率、线路首末端电压相角及联络线送端母线频率； 在该步骤中，发电机组信息包括不同时刻下发电机组中各个发电机的功角及角速 度偏差，获取到发生故障后的电力系统发电机组信息后，由于发电机组信息是实测的实时 信息，因此数据量较大，经过对发电机组信息即发电机的功角和角速度偏差进行周期性提 取或抽样后，以获得的样本作为电力系统稳定性的评判数据，有利于进一步提高电力系统 功角失稳识别的计算速度；振荡中心所在的振荡联络线断面信息包括不同时刻振荡联络线 断面上不同联络线的有功功率、线路首末端电压相角以及联络线送端母线频率，基于类似 的理由，对于振荡联络线断面信息所包含的各种物理量均进行周期性提取或抽样。 作为一种具体的实施方式，可以利用广域量测系统（Wide Area Measurement System，WAMS)获取发生故障后的电力系统的发电机组信息和振荡联络线断面信息，并根据 WAMS的采样周期提取发电机的功角、角速度偏差以及有功功率、线路首末端电压相角及联 络线送端母线频率。WAMS是以同步相量测量单元（Phasor Measurement Unit, PMU)为低层 测量单元，经通信系统将测量值实时传送到数据采集器，经过一定的数据处理后对电力系 统运行进行动态监测及实现其他高级功能的系统。利用WAMS能够实时提供同步动态数据 的优点，通过该系统获取电力系统在故障发生后的瞬间或者一段时间内的广域量测信息， 从而根据获取的广域量测信息实现对发生故障后的电力系统功角稳定性的监测和控制，为 大规模电力系统的安全稳定运行提供技术支撑。在本实施方式中，根据WAMS中的PMU的采 样周期T。对获取到的发电机组信息和振荡联络断面信息分别进行提取，例如，可以以采样 周期T。作为信息提取的周期，此时广域量测系统所采集的发电机组信息和振荡联络断面信 息全部用于判断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种暂态功角失稳识别方法，其特征在于，包括以下步骤：获取发生故障后的电力系统的发电机组信息和振荡中心所在的振荡联络线断面信息；根据所述发电机组信息周期性提取不同时刻发电机的功角及角速度偏差，根据所述振荡联络线断面信息周期性提取不同时刻振荡联络线断面上不同联络线的有功功率、线路首末端电压相角及联络线送端母线频率；根据所述功角及所述角速度偏差求取各个时刻所述电力系统的等值角速度‑等值功角曲线的斜率，若当前时刻所述斜率满足第一判据且当前时刻等值后的有功功率、线路首末端电压相角差及所述联络线送端母线频率满足第二判据，则判定当前时刻的所述电力系统将发生暂态功角失稳。

【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