一种基于关键支路识别的暂态稳定紧急控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于关键支路识别的暂态稳定紧急控制方法，包括以下步骤：(1).实时采集互联电网运行数据，执行数据整合与预想事故扫描；(2).确定威胁故障及其对应的薄弱断面；(3).识别薄弱断面中的关键支路；(4).计算控制措施与关键支路间的灵敏度系数；(5).按灵敏度由大到小排序控制策略，刷新控制策略表。通过本发明专利技术提供的方法，识别大扰动冲击下电网安全稳定薄弱环节，制定有效的安全稳定控制策略，提升电网稳定运行能力。

A transient stability emergency control method based on key branch identification

The present invention provides a method for transient stability emergency control based on the recognition of the key branches, which comprises the following steps: (1). The real-time acquisition of interconnection operation data, perform data integration and contingency scanning; (2). To determine the weak threat and the corresponding fault section; (3). The key branch in the identification of weak cross section; (4). The sensitivity coefficient calculation control measures and key branches; (5). According to the sensitivity of the descending order control strategy, refresh control strategy table. Through the method provided by the invention, the weak link of the safety and stability of the power grid under the large disturbance impact is identified, and an effective safety and stability control strategy is formulated to improve the stable operation capability of the power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种基于关键支路识别的暂态稳定紧急控制方法
本专利技术涉及一种电力系统领域的控制方法，具体涉及一种基于关键支路识别的暂态稳定紧急控制方法。
技术介绍
维持电力系统大扰动冲击后的暂态稳定性，是实现电网连续、安全、可靠供电的重要前提。因此，电力系统暂态稳定分析与控制，一直是电力工业界和学术界研究的重点和热点。从所需受扰信息的角度划分，电力系统暂态稳定分析与控制相关方法可分为两类，即基于全局受扰信息的方法和基于局部受扰信息的方法。基于全局受扰信息的方法中，扩展等面积定则(EEAC，ExtendEqualAreaCriterion)方法，将多机系统中发电机响应轨迹从Rn空间聚合映射为R1空间的单机受扰轨迹，进而可定量评估系统稳定裕度；暂态能量函数法则基于所有机组受扰轨迹聚合成的惯性中心系统，研究暂态势能与暂态动能之间的相互转化与平衡关系，借以定量评估系统稳定水平。基于全局受扰信息的方法，需要所有发电机受扰轨迹信息，信息量大，数据采集与处理耗时长。基于局部受扰信息的方法中，支路暂态势能法通过分析受扰后支路势能在网络中的分布变化，可识别交流薄弱断面；失步解列装置则利用交流线路视在阻抗、功率因数角等局部电气量构建解列判据，实施故障隔离控制。基于全局受扰信息的方法，所需信息量少，易于工程实施。然而，现有基于局部受扰信息识别交流薄弱断面，并实施暂态稳定控制的方法，均将薄弱断面作为统一的整体看待，未能进一步甄别断面中各交流支路受扰轨迹差异，并依据差异识别稳定性最小的支路，即关键支路，因此控制措施的实施效果难以优化。需要依据交流支路局部受扰轨迹差异，识别关键支路，并选择实施与该支路灵敏度最大的控制措施，以提升和优化稳定控制效果。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种基于关键支路识别的暂态稳定紧急控制方法，可识别大扰动冲击下电网安全稳定薄弱环节，优化制定安全稳定控制策略，提升电网稳定运行能力。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种基于关键支路一种基于关键支路(薄弱断面有多条交流支路组成，其中稳定性最小的支路为关键支路，断面失去暂态稳定性是从该支路开始的，因此从薄弱断面多条支路中识别出它，并针对它来实施稳定控制，可以最大程度的提升稳定控制效果)识别的暂态稳定紧急控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：识别的暂态稳定紧急控制方法，其改进之处在于，所述方法包括以下步骤：(1).实时采集互联电网运行数据，执行数据整合与预想事故扫描；(2).确定威胁故障及其对应的薄弱断面；(3).识别薄弱断面中的关键支路；(4).计算电网离线制定稳定控制策略表(说明如下：为保证电力系统稳定，电力运行人员要针对不同的运行方式，做大量的预想事故扫描(即预想故障计算)，针对威胁电网稳定运行的故障，要制定切除发电机组、切除负荷等稳定控制措施。对应故障及其控制措施，形成一张控制策略表，电网实时运行过程中，若发生相应的故障，则直接从策略表中提取对应的控制措施，实施切机、切负荷等控制。控制措施可能有多个，按一定的顺序排列，本专利技术是针对这些控制措施，提供了一种基于灵敏度的排序选择方法，从而使得控制效果最佳)中控制措施与关键支路间的灵敏度系数；(5).按灵敏度系数由大到小排序控制策略，刷新控制策略表。进一步地，所述步骤(1)包括：(2-1).通过电网调度自动化系统(EMS)采集互联电网实时运行数据，包括电网运行电压、支路功率和发电机出力；(2-2).应用电网安全分析预警系统的数据整合功能，形成在线潮流计算与暂态稳定计算数据；(2-3).从预想事故集中，依次选取故障进行扫描计算，形成扫描结果；所述预想事故集包括交流线路三相短路开断单回线、交流线路三相短路开断并联双回线，以及直流单双极闭锁等预想事故集。进一步地，所述步骤(2)中，依据扫描结果，筛选出电网面临暂态功角失稳威胁故障Ft；利用振荡中心定位方法，即利用交流支路两端电压以及支路功率受扰信息计算支路电压分布，若电压最低点位于该支路中，则该支路为振荡中心落点支路，，多条振荡中心落点交流支路构成的集合，即为与暂态功角失稳威胁故障Ft对应的交流电网薄弱断面。进一步地，所述步骤(3)包括：(3-1).对交流电网薄弱断面中的各条支路，确定受扰后第i条交流支路有功功率Pil第一次达到极大值所对应的时刻t1c，利用下述公式1)识别最先达到Pil极大值的交流支路i；i＝min{t1c,t2c,…,tnc}1)其中：t1c,t2c,…,tnc分别表示受扰后第i条交流支路有功功率Pil第一次达到极大值所对应的时刻、第二次达到极大值所对应的时刻，...，第n次达到极大值所对应的时刻；(3-2).对应所识别出的第i条交流支路，在第i条交流支路有功功率Pil极大值时刻，考察第i条交流支路有功功率Pil、第i条交流支路两端母线电压乘积Uisr和第i条交流支路两端母线电压功角差δil三个电气量变化特性是否满足公式2)，若满足公式2)，则表明电网受到大扰动，需要进一步考察是否需要采取暂态稳定控制措施；若不满足公式2)，则表明系统仅受到小干扰，无需采取控制措施，返回至步骤1)；|Pil-Pil0|＞εP,|δil-δil0|＞εδ,|Uisr-Uisr0|＞εU2)(3-3).对应所识别出的交流支路i，在其Pil极大值时刻，考察电气量变化特性是否满足公式3)，即考察对应第i条交流支路两端母线电压功角差δil变化率是否大于零，即δil是否趋于增大；两端电压幅值乘积Uisr变化率是否小于零，即Uisr是否趋于减小；若满足公式3)，则表明交流支路i为所识别出的关键支路，继续执行步骤(4)；若不满足，则表明电网具有稳定性，无需进行稳定控制，返回至步骤(1)；其中：Pil0、Uisr0、δil0分别为第i条交流支路有功功率的稳态运行值、第i条交流支路两端母线电压乘积的稳态运行值和第i条交流支路两端母线电压功角差的稳态运行值；εP、εU、εδ分别为第i条交流支路有功功率的变化偏差阈值、第i条交流支路两端母线电压乘积的变化偏差阈值和第i条交流支路两端母线电压功角差的变化偏差阈值。进一步地，所述步骤(4)包括：(4-1).从电网稳定控制策略表中，依次提取不同的稳定控制措施，包括切机和直流功率提升措施；(4-2).再次对暂态功角失稳威胁故障Ft仿真计算，并在第i条交流支路有功功率Pil达到极大值所对应的时刻tc实施不同的控制措施；由有功功率控制量ΔPc(t)和第i条交流支路对应的有功功率变化量ΔPil(t)，计算控制措施与关键支路间的灵敏度系数Sic，如公式4)所示：其中：ΔPc(t)表示有功功率控制量，ΔPil(t)表示第i条交流支路对应的功率变化量。进一步地，所述步骤(5)包括：(5-1).按照控制措施与关键支路间的灵敏度系数Sic由大至小，将对应控制措施进行依次排序；排序靠前的控制，其对降低关键支路功率波动作用强，改善稳定性效果好，优先选择；(5-2).依照排序后的控制措施，刷新控制策略表，进一步提升电网应对大扰动冲击后的稳定运行能力。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有的优异效果是：通过本专利技术提供的关键支路识别与暂态稳定紧急控制方法，可基于局部受扰信息，甄别出大扰动冲击后系统稳定性最小的交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于关键支路识别的暂态稳定紧急控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1).实时采集互联电网运行数据，执行数据整合与预想事故扫描；(2).确定威胁故障及其对应的薄弱断面；(3).识别薄弱断面中的关键支路；(4).计算电网离线制定稳定控制策略表中控制措施与关键支路间的灵敏度系数；(5).按灵敏度系数由大到小排序控制策略，刷新控制策略表。

【技术特征摘要】
1.一种基于关键支路识别的暂态稳定紧急控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1).实时采集互联电网运行数据，执行数据整合与预想事故扫描；(2).确定威胁故障及其对应的薄弱断面；(3).识别薄弱断面中的关键支路；(4).计算电网离线制定稳定控制策略表中控制措施与关键支路间的灵敏度系数；(5).按灵敏度系数由大到小排序控制策略，刷新控制策略表。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：(2-1).电网调度自动化系统采集互联电网实时运行的数据，包括电网运行电压、支路功率和发电机出力；(2-2).应用电网安全分析预警系统的数据整合功能，形成在线潮流计算与暂态稳定计算数据；(2-3).从预想事故集中，依次选取故障进行扫描计算，形成扫描结果；所述预想事故集包括交流线路三相短路开断单回线、交流线路三相短路开断并联双回线，以及直流单双极闭锁等预想事故集。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，依据扫描结果，筛选出电网面临暂态功角失稳威胁故障Ft；利用振荡中心定位方法，即利用交流支路两端电压以及支路功率受扰信息计算支路电压分布，若电压最低点位于该支路中，则该支路为振荡中心落点支路，多条振荡中心落点交流支路构成的集合，即为与暂态功角失稳威胁故障Ft对应的交流电网薄弱断面。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：(3-1).对交流电网薄弱断面中的各条支路，确定受扰后第i条交流支路有功功率Pil第一次达到极大值所对应的时刻t1c，利用下述公式1)识别最先达到Pil极大值的交流支路i；i＝min{t1c,t2c,...,tnc}1)其中：t1c,t2c,...,tnc分别表示受扰后第i条交流支路有功功率Pil第一次达到极大值所对应的时刻、第二次达到极大值所对应的时刻，...，第n次达到极大值所对应的时刻；(3-2).对应所识别出的第i条交流支路，在第i条交流支路有功功率Pil极大值时刻，考察第i条交流支路有功功率Pil、第i条交流支路两端母线电压乘积Uisr和第i条交流支路两端母线电压功角差δil三个电气量变化特性是否满足公式2)，若满足公式2)，则表明电网受到大扰动，需要进一步考察是否需要采取暂态稳定控制措施；若不满足公式2)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑超，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11