基于功角、电压混叠的电网故障的仿真辨识方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于功角、电压混叠的电网故障的仿真辨识方法及系统，包括：对所述电网进行故障扫描，确定所述电网发生所述功角、电压失稳混叠故障；判断所述电网是否发生第一故障，或者所述电网是否发生第二故障；如果所述电网发生所述第一故障，确定所述电网故障为电压失稳故障。如果所述电网发生所述第二故障，确定所述电网故障为功率振荡故障。从机理角度进行的解释，智能化综合评估电网中的功角故障、电压失稳混叠故障的仿真辨识方法。

Simulation identification method and system of power grid fault based on power angle and voltage overlap

The invention discloses a power grid fault simulation identification method and system based on power angle and voltage aliasing, which includes: scanning the power grid for fault, determining whether the power angle and voltage instability aliasing fault occurs in the power grid; judging whether the first fault occurs in the power grid, or whether the second fault occurs in the power grid; if the first fault occurs in the power grid, confirming The grid fault is defined as voltage instability fault. If the second fault occurs in the power grid, it is determined that the power grid fault is a power oscillation fault. From the mechanism point of view, the intelligent comprehensive evaluation of the power angle fault, voltage instability and aliasing fault simulation identification method.

【技术实现步骤摘要】
基于功角、电压混叠的电网故障的仿真辨识方法及系统
本专利技术属于电气仿真辨识
，具体涉及一种基于功角、电压混叠的电网故障的仿真辨识方法及系统。
技术介绍
随着非传统负荷增长(电动机负荷)、电网主网网架建设的相对滞后、发电机接入系统历史成因、新型发电类设备(风机、光伏、电动汽车、储能装置)高密度、分散化对电网的接入，成型电网形态的复杂性逐年增加，成型电网的分析越来越复杂，其中电压稳定性和功角稳定性混叠型问题时常出现，并表现为逐渐增多的趋势，在工业计算中时有出现，是近年来关注的重点之一。在此背景下，单一的功角稳定性理论和单一的电压稳定理论直接对应解释某一个成型电网暂稳过程的分析方式已经不能够满足电网运行控制分析与建设发展分析的需要，分析构造完整、清晰的成因分析证据链的难度越来越大。随着电网的交流机组上大压小、电网开环两方面而综合引起的大机小网所引发的目前的混叠型问题逐渐增多，超大规模交流电网中的混叠型分析方法比较少，但是还是可以分为两类：一方面针对解析表达式实际参数化机理计算的方法；参量少的情况下，可以分析的很精确；但是对于存在千级元件和万级元件的大型电力系统，往往参数量过大，表现特征的参与量往往是机群特征、负荷群特征。从“表象混叠型失稳特征”到“识别单一机组”的查找过程很可能是一个天文数量级的工作量。另一方面针对无解析解表达式的智能化综合评估方法：在某些局部领域效果很明显，但因不是从机理角度进行的解释，所以，推广方面，也面临“缺乏机理解释”的困境。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种基于功角、电压混叠的电网故障的仿真辨识方法。本专利技术的第一个目的在于提出基于功角、电压混叠的电网故障的仿真辨识系统。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出的基于功角、电压混叠的电网故障的仿真辨识方法，包括：S1：对所述电网进行故障扫描，确定所述电网发生所述功角、电压失稳混叠故障。S2：判断所述电网是否发生第一故障，或者所述电网是否发生第二故障。S21：如果所述电网发生所述第一故障，确定所述电网故障为电压失稳故障。S22：如果所述电网发生所述第二故障，确定所述电网故障为功率振荡故障。根据本专利技术的一个实施例，所述确定所述电网故障为电压失稳故障，包括：S31：设定第一时间，终止所述第一时间内所述第一故障所在电网的事件。S31：判断所述电网所述电压失稳故障是否消除，如果所述电网电压失稳故障消除，判定所述电网电压失稳原因为所述电网所在的动态无功功率不足。S32：如果所述电网电压失稳故障未消除，判定所述电网故障为功角、电压混叠故障，查找功角飞出机组，设定第二时间，所述第二时间内设置所述故障所在电网线路非短路跳闸，并切除机组。根据本专利技术的一个实施例，所述确定所述电网故障为电压失稳故障，还包括：S41：继续判断所述电网电压失稳故障是否消除，如果所述电网电压失稳故障消除，判定所述电网电压失稳原因为所述电网励磁系统的切除导致。S44：如果所述电网电压失稳故障还未消除，判定所述电网电压失稳原因为功角振荡。根据本专利技术的一个实施例，所述确定所述电网故障为功率振荡故障，包括：S51：计算所述电网功角振荡的中心坐标、计算所述电网电压失稳坐标。S52：分析所述中心坐标至功率缺失区各个母线电压幅值波动情况，根据所述母线的电压幅值波动率确定所述母线电压距离所述振荡中心坐标的电气距离坐标。S53：根据所述母线电压距离所述电网振荡中心坐标的电气距离坐标、所述电网电压失稳坐标，计算所述电网发生功角失稳概率。根据本专利技术的一个实施例，所述第一故障为短路断线跳闸故障，所述第二故障为功率直接缺失故障。本专利技术第二方面实施例提出的基于功角、电压混叠的电网故障的仿真辨识系统，包括：确定模块，用于对所述电网进行故障扫描，确定所述电网发生所述功角、电压失稳混叠故障。判断模块，用于判断所述电网是否发生第一故障，或者所述电网是否发生第二故障。第一确定模块，如果所述电网发生所述第一故障，用于确定所述电网故障为电压失稳故障。第二确定模块，如果所述电网发生所述第二故障，用于确定所述电网故障为功率振荡故障。根据本专利技术的一个实施例，所述第一确定模块，包括：设定单元，用于设定第一时间，终止所述第一时间内所述第一故障所在电网的事件。第一检测单元，判断所述电网所述电压失稳故障是否消除，如果所述电网电压失稳故障消除，判定所述电网电压失稳原因为所述电网所在的动态无功功率不足。第二检测单元，如果所述电网电压失稳故障未消除，判定所述电网故障为功角、电压混叠故障，查找功角飞出机组，设定第二时间，所述第二时间内设置所述故障所在电网线路非短路跳闸，并切除机组。根据本专利技术的一个实施例，所述第一确定模块，还包括：第三检测单元，用于继续判断所述电网电压失稳故障是否消除，如果所述电网电压失稳故障消除，判定所述电网电压失稳原因为所述电网励磁系统的切除导致。第四检测单元，如果所述电网电压失稳故障还未消除，判定所述电网电压失稳原因为功角振荡。根据本专利技术的一个实施例，所述第二确定模块，包括：第一计算单元，用于计算所述电网功角振荡的中心坐标、计算所述电网电压失稳坐标。第二计算单元，分析所述中心坐标至功率缺失区各个母线电压幅值波动情况，根据所述母线的电压幅值波动率确定所述母线电压距离所述振荡中心坐标的电气距离坐标。第三计算单元，根据所述母线电压距离所述电网振荡中心坐标的电气距离坐标、所述电网电压失稳坐标，计算所述电网发生功角失稳概率。根据本专利技术的一个实施例，所述第一故障为短路断线跳闸故障，所述第二故障为功率直接缺失故障。本专利技术通过从不同的故障类型，分析并区分失稳前的诱导因素，在传统的混叠机理分析手段上，将故障过程和组合因素拆解，进而在故障成因上进行维度展开分析，形成了电网功角和电压崩溃混叠型问题的证据链。具有很好的实用型，可靠分析针对电网中存在电压失稳、功角故障的混叠故障的问题。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1是根据本专利技术实施例公开的基于功角、电压混叠的电网故障的仿真辨识方法流程图；图2(a)是根据本专利技术实施例公开的发电机功角与发电机组不同接入点(电气距离)之间的关系曲线图；图2(b)是根据本专利技术实施例公开的发电机功角超过180度的时间点与发电机组不同接入点(电气距离)之间的关系曲线图；图2(c)是根据本专利技术实施例公开的220kVL1节点母线电压在G1不同接入点的电压振荡曲线图；图2(d)是根据本专利技术实施例公开的G1Pm/Pe与角速度之间的关系曲线图；图2(e)是根据本专利技术实施例公开的220kVL1节点负荷电动机动态变量暂态曲线；图2(f)是根据本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于功角、电压混叠的电网故障的仿真辨识方法，其特征在于，所述仿真辨识方法，包括：/nS1：对所述电网进行故障扫描，确定所述电网发生所述功角、电压失稳混叠故障；/nS2：判断所述电网是否发生第一故障，或者所述电网是否发生第二故障；/nS21：如果所述电网发生所述第一故障，确定所述电网故障为电压失稳故障；/nS22：如果所述电网发生所述第二故障，确定所述电网故障为功率振荡故障。/n

【技术特征摘要】
1.基于功角、电压混叠的电网故障的仿真辨识方法，其特征在于，所述仿真辨识方法，包括：
S1：对所述电网进行故障扫描，确定所述电网发生所述功角、电压失稳混叠故障；
S2：判断所述电网是否发生第一故障，或者所述电网是否发生第二故障；
S21：如果所述电网发生所述第一故障，确定所述电网故障为电压失稳故障；
S22：如果所述电网发生所述第二故障，确定所述电网故障为功率振荡故障。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述电网故障为电压失稳故障，包括：
S31：设定第一时间，终止所述第一时间内所述第一故障所在电网的事件；
S31：判断所述电网所述电压失稳故障是否消除，如果所述电网电压失稳故障消除，判定所述电网电压失稳原因为所述电网所在的动态无功功率不足；
S32：如果所述电网电压失稳故障未消除，判定所述电网故障为功角、电压混叠故障，查找功角飞出机组，设定第二时间，所述第二时间内设置所述故障所在电网线路非短路跳闸，并切除机组。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述电网故障为电压失稳故障，还包括：
S41：继续判断所述电网电压失稳故障是否消除，如果所述电网电压失稳故障消除，判定所述电网电压失稳原因为所述电网励磁系统的切除导致；
S44：如果所述电网电压失稳故障还未消除，判定所述电网电压失稳原因为功角振荡。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述电网故障为功率振荡故障，包括：
S51：计算所述电网功角振荡的中心坐标、计算所述电网电压失稳坐标；
S52：分析所述中心坐标至功率缺失区各个母线电压幅值波动情况，根据所述母线的电压幅值波动率确定所述母线电压距离所述振荡中心坐标的电气距离坐标；
S53：根据所述母线电压距离所述电网振荡中心坐标的电气距离坐标、所述电网电压失稳坐标，计算所述电网发生功角失稳概率。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一故障为短路断线跳闸故障，所述第二故障为功率直接缺失故障。


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【专利技术属性】
技术研发人员：付红军，熊浩清，唐晓骏，申旭辉，陈上吉，金一丁，罗红梅，熊化化，白梁军，赵娟，谢岩，霍启迪，李晓珺，吉平，陈萌，李媛媛，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网河南省电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11