一种基于广域响应的地区电网暂态稳定在线综合预判方法技术

本发明专利技术公开了一种基于广域响应的地区电网暂态稳定在线综合预判方法，步骤：1)基于广域测量系统实测信息，提取地区电网暂态稳定在线预判所需的数据；2)根据提取的电压、电流数据，进行基于电压轨迹的地区电网暂态稳定初判；3)将子站量测数据和暂态稳定初判结果上传至该地区电网的主站，判断是否需要进一步进行基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定判据计算；4)结合子站上传的电压轨迹暂态判据计算结果，在电压陡降等极端情况下进行机组分群和基于相平面轨迹凹凸性的暂态判稳，综合两种方法判断结果，给出该地区电网的最终暂态稳定预判结果。本发明专利技术综合利用两种暂态判稳方法的优点，提高了地区电网暂态稳定预判结果的准确性和可靠性。

An online comprehensive prejudging method for transient stability of regional power grid based on wide area response

The invention discloses a method to response area, wide area power system transient stability online based on comprehensive pre steps: 1) wide area measurement system based on the measured information extraction area, transient stability online data required for the pre judgment; 2) according to the data extraction of voltage and current, the transient stability of regional power grid based on voltage trajectory at the beginning of the sentence; 3) the sub station measurement results are uploaded to the main station to the regional power grid data and transient stability, determine whether the need for further calculation of the transient stability criterion based on phase plane trajectory bump; 4) the results of voltage trajectory transient criterion with sub station upload, in the extreme case of voltage drop generators and phase plane trajectory transient convexity judgment based on stability, two methods to judge the final result, the transient stability of the regional power grid is given the pre judgment results. The invention comprehensively utilizes the advantages of two transient stability methods to improve the accuracy and reliability of the result of the prejudgement of the transient stability of the regional power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种基于广域响应的地区电网暂态稳定在线综合预判方法
本专利技术属于暂态稳定预判分析领域，特别涉及一种基于广域响应的地区电网暂态稳定在线预判的方法。
技术介绍
随着电网规模日益扩大，运行状态随机多变，国内外发生了多起严重的电网安全稳定事故，这些经验教训加深了对电网稳定性分析控制技术措施的深入研究。基于广域测量系统的发展使得暂态分析控制技术能运用实时测量信息，通过对已有模型的改进分析，能在一定程度上提高系统失稳预警的可靠性和快速性，降低大扰动造成系统解列或大面积停电事故的可能，提高系统稳定性。目前，暂态稳定判别技术的研究发展迅速，针对暂态稳定判据计算和改进得研究较多。其中，功角类门槛值判据准确性高，但是所需要的系统内机组功角信息要求较高，判别时间较长，一般作为判别结果分析的参照。基于相平面轨迹凹凸性的判据利用实测的角速度和功角信息进行微分运算，能相对快速地判断系统暂态稳定性，但是凹凸性判据的计算要基于准确的机组分群等值，且算法本身的微分过程易扩大误差，误判可能性较大。基于扰动后的电压轨迹积分判据利用故障后电压下坠过程与功角变化的映射关系，以电压积分结果判断系统暂态稳定状态，不需要机组分群，避免了分群不准确造成的错判情况，但某些极端故障会使电压下坠过快，造成积分时间很短，影响判别。为了克服上述方法的不足以及实现暂态稳定准确判别和快速判别的要求，本专利技术专利提出了基于广域测量系统(WideAreaMeasurementSystem,WAMS)数据的地区电网暂态稳定在线综合预判方法，通过电压轨迹积分和相平面轨迹凹凸性两种算法的有效配合，提高系统暂态稳定预判的准确性和快速性。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进地区电网暂态稳定在线预判的方法，需要综合考量在线预判的可靠性和快速性要求，确定合适的暂态判稳方法，提高地区电网暂态稳定系统的响应速度。为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种基于广域响应的地区电网暂态稳定在线综合预判的方法，包括以下步骤：步骤一、基于广域测量系统实测信息，提取地区电网暂态稳定在线预判所需的数据；步骤二、根据提取的电压、电流数据，采用基于电压轨迹积分的暂态稳定性判别方法进行地区电网暂态稳定初判；步骤三、将子站量测数据和暂态稳定初判结果上传至该地区电网的主站，判断是否需要采用基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法进行进一步计算；步骤四、结合子站上传的电压轨迹积分暂态稳定判据计算结果，进行机组分群，对电压陡降情况下的暂态稳定情况采用基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法进行暂态稳定判别，综合两种方法判断结果，给出该地区电网的最终暂态稳定预判结果。进一步，所述步骤一中，对地区电网的所有子站进行比较分析，确定该地区暂态稳定预判的观测子站，通过安装在各观测子站的同步相量测量模块测得基于GPS时间基准的同步时钟的相关电气量信息，提取其中的电压、电流、发电机角速度、功角、电磁功率、机械功率数据，送入各子站数据集中器。进一步，所述步骤二中的基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法，根据提取的电压、电流数据，以量测点电压在电流上的投影ucosφ作为振荡中心电压进行地区电网暂态稳定判据计算。进一步，所述步骤三中，所述判断是否需要采用基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法进行进一步计算的具体方法是：综合考虑当前测得的电压值和基于改进电压轨迹积分的子站暂态稳定判别结果，在电压测量值不满足电压轨迹积分判据有效判断的起始积分电压范围，以及电压陡降影响电压轨迹积分结果准确性的情况时，判定需要继续进行机组分群和采用基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法进行进一步暂态稳定判别。进一步，所述步骤四中，根据子站测得的发电机角速度、功角、电磁功率、机械功率数据，结合子站上传的电压轨迹积分暂态判据计算结果，进行机组分群和采用基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法进行暂态稳定判别，综合两种方法判断结果，给出该地区电网的最终暂态稳定预判结果。与现有技术相比，其显著优点为：1)使计算所用的电压进一步靠近振荡中心，降低了时变性对电压轨迹法暂态判稳的影响；2)基于电压轨迹法结果的机组分群准确性更高，提高了基于相平面轨迹凹凸性的暂态判稳结果的准确性；3)在电压轨迹积分法暂态判稳的基础上，以相平面轨迹凹凸性判据进行进一步校验，降低电压陡降等情况对电压轨迹法暂态预判结果的影响，提高整体地区电网暂态稳定预判的可靠性。附图说明图1是本专利技术基于广域响应的地区电网暂态稳定在线综合预判方法的流程图；图2是本专利技术地区电网的网络拓扑图；图3是本专利技术地区电网子站暂态稳定在线预判原理结构图；图4是本专利技术地区电网主站暂态稳定在线预判原理结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术提出一种基于广域响应的地区电网暂态稳定在线综合预判方法，包括以下步骤：步骤一、基于广域测量系统实测信息，提取地区电网暂态稳定在线预判所需的数据；步骤二、根据提取的电压、电流数据，采用基于电压轨迹积分的暂态稳定性判别方法进行地区电网暂态稳定初判；步骤三、将子站量测数据和暂态稳定初判结果上传至该地区电网的主站，判断是否需要采用基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法进行进一步计算；步骤四、结合子站上传的电压轨迹积分暂态稳定判据计算结果，进行机组分群，对电压陡降情况下的暂态稳定情况采用基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法进行暂态稳定判别，综合两种方法判断结果，给出该地区电网的最终暂态稳定预判结果。进一步，步骤一中，对地区电网的所有子站进行比较分析，确定该地区暂态稳定预判的观测子站，通过安装在各观测子站的同步相量测量模块测得基于GPS时间基准的同步时钟的相关电气量信息，提取其中的电压、电流、角速度、功角、电磁功率、机械功率数据，送入各子站数据集中器。进一步，步骤二中，根据提取的电压、电流数据，进行基于电压轨迹积分的地区电网暂态稳定判据计算。基于电压轨迹法的暂态失稳量化方法，通过带权值的固定点电压对时间积分，并加权电压下降速率来判断系统的暂态稳定性。考虑到电压积分判据的准确性依赖于功角与振荡中心电压的映射关系，而振荡中心电压会受到系统运行方式、故障及其他复杂调节机制等因素的影响。为提高积分判据的准确性，将原来的固定点电压用该电压在电流上的投影ucosφ代替，得到地区电网子站暂态稳定在线预判判据如式(1)所示：其中，ucosφ(t)为t时刻的采样电压在电流上的投影；VU为积分起始时刻t0的起始电压设定值，tend为积分终止时刻，R为电压轨迹对时间的积分值，T为采样时间，φ是量测点的功率因数角。当积分值R大于预先设定的门槛值时，判定子站暂态失稳。门槛值一般根据临界稳定轨迹下的最大积分值确定。进一步，步骤三中，综合考虑当前测得的电压值和基于改进电压轨迹法的子站暂态判稳结果，若子站判断失稳，且电压测量值不满足电压轨迹积分判据有效判断的起始积分电压范围，并有电压陡降的情况，即满足式(2)条件时，判断需要继续进行机组分群和基于相平面轨迹凹凸性的暂态判稳。式中，V(t)为t采样时刻电压，ΔV(t)＝V(t)-V(t-T)为采样点相邻采样时刻前后电压变化量，α为与电压降幅有关的系数，通常根据经验取10。进一步，步骤四中，根据子站测得的i号发电机角速度ωi、功角δi、电磁功率Pei、机械功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于广域响应的地区电网暂态稳定在线综合预判方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、基于广域测量系统实测信息，提取地区电网暂态稳定在线预判所需的数据；步骤二、根据提取的电压、电流数据，采用基于电压轨迹积分的暂态稳定性判别方法进行地区电网暂态稳定初判；步骤三、将子站量测数据和暂态稳定初判结果上传至该地区电网的主站，判断是否需要采用基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法进行进一步计算；步骤四、结合子站上传的电压轨迹积分暂态稳定判据计算结果，进行机组分群，对电压陡降情况下的暂态稳定情况采用基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法进行暂态稳定判别，综合两种方法判断结果，给出该地区电网的最终暂态稳定预判结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于广域响应的地区电网暂态稳定在线综合预判方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、基于广域测量系统实测信息，提取地区电网暂态稳定在线预判所需的数据；步骤二、根据提取的电压、电流数据，采用基于电压轨迹积分的暂态稳定性判别方法进行地区电网暂态稳定初判；步骤三、将子站量测数据和暂态稳定初判结果上传至该地区电网的主站，判断是否需要采用基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法进行进一步计算；步骤四、结合子站上传的电压轨迹积分暂态稳定判据计算结果，进行机组分群，对电压陡降情况下的暂态稳定情况采用基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法进行暂态稳定判别，综合两种方法判断结果，给出该地区电网的最终暂态稳定预判结果。2.如权利要求1所述基于广域响应的地区电网暂态稳定在线综合预判方法，其特征在于，所述步骤一中，对地区电网的所有子站进行比较分析，确定该地区暂态稳定预判的观测子站，通过安装在各观测子站的同步相量测量模块测得基于GPS时间基准的同步时钟的相关电气量信息，提取其中的电压、电流、发电机角速度、功角、电磁功率、机械功率数据，送入各子站数据集中器。3.如权利要求1所述基于广域响应的地区电...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐梅梅，任祖怡，文贤馗，白杨，林呈辉，徐玉韬，范强，倪建军，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司电力科学研究院，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52