基于无功功率寻找失步断面的方法技术

本发明专利技术公开了一种能对复杂的互联电力系统进行准确、快捷判断失步中心的方法。本发明专利技术基于无功功率寻找失步断面的方法在于利用装置采集到的无功功率的瞬时值在一个失步周期中的积分值的大小去判断失步中心所在的失步断面联络线，从而确定失步断面。或者利用有功过零判断振荡周期并在该周期内对无功功率进行积分，从而判断失步中心落在哪条联络线上且可以预测失步中心的移动方向。不仅可以准确地判断出失步中心所在的一组联络线且可以预测失步中心的移动方向，便于解列装置之间的协调。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统失步后寻找失步断面进行解列的方法，在失步断面对系统进行解列有利于平息失步系统间的振荡，避免发生系统崩溃、大停电等事故。
技术介绍
国内外重大事故的产生，几乎都是因为系统失稳而扩大，因无预定对策，发展为灾害性后果的。运行实践表明，尽管对系统稳定性的要求日益严格，措施日益完善，总会因一些事先不可预料的偶然因素的叠加，产生稳定破坏的事故，造成系统的失步。在西电东送，南北互联的条件下，我国将形成全国联网的巨型电力系统，如果出现重大事故，其规模和造成的损失有可能大幅度增加。失步解列作为保证系统安全运行的重要措施，是保证整个电网不致完全崩溃的最后一道防线，是各国电力系统安全稳定控制普遍采用的一个重要措施。在电力系统中的适当地点将系统分解成两个或几个子系统，使由频率不等而发生振荡的两部分系统失去联系，因而也就消除了振荡，避免事故在全系统的进一步扩大。异步状态下，在一个失步振荡周期中，失步断面联络线上电压最低的那一点叫做失步中心。目前应用于电力系统中的失步解列装置基本都是通过最小测量视在阻抗法或最小电压法判断失步中心的位置，判断其是否位于装置控制的线路上面。随着电力系统互联的发展，这两种方法已难以适应现在大区复杂互联电力系统的情况。特别是，当枢纽母线连接多条联络线，且失步断面并没有全部包括该母线所连接的联络线时，基于最小测量电压或最小视在阻抗难以有效区分失步断面联络线和非失步断面联络线。在实际的复杂电力系统中，准确地判定失步断面是非常重要的。因为若不能准确地在系统失步断面实施解列，则系统振荡并未消除。电力系统失步后，通过失步断面将系统解列可使由频率不等而发生振荡的两部分系统失去联系，从而消除振荡，避免事故在全系统的进一步扩大。我国《电力系统安全稳定导则》明确规定运行中的电力系统必须在适当地点设置解列点，并装设自动解列装置。当系统发生稳定破坏时，能够有计划地将系统迅速而合理地解列为供需尽可能平衡(与自动低频率减负荷、过频率切水轮机、低频自起动水轮发电机等措施相配合)，而各自保持同步运行的两个或几个部分。防止系统长时间不能拉入同步或造成系统频率和电压崩溃，扩大事故。在一次振荡周期中，各条失步断面联络线上总有一点(失步中心)的电压幅值最小。失步中心是在两个失步机群之间的电气联线上，因此在失步中心两侧实施解列一般可以保证解列后的两个子系统各自基本保持同步(可配合一些辅助措施)。失步解列装置只有在确定失步中心处于解列装置所控制的联络线上后，发出解列命令实施解列才有可能保证解列后各子系统的同步(调)运行，进而平息系统中的振荡，防止事故扩大，避免造成系统长时间大面积停电的事故。因此，国内解列装置基本都要通过各种方法去捕捉失步中心，“确定失步中心落在本线路上”时，才进行解列的。目前，应用于电力系统的失步解列装置多采用系统失步振荡时振荡电压包络线的最低电压值或者视在阻抗最小测量值判别失步中心的位置是否处于动作区域之中，并基于此确定失步断面。但是，该方法适用于结构比较简单的系统，而对于复杂的互联电力系统，往往难以达到准确、快捷的解列要求；国内的解列装置基本是基于单端本地量判断失步中心的位置，这是无法确定失步中心位置的，最多是在哪个方向。单端量捕捉失步中心，难以准确确定失步中心真正位于的联络线，难以有效适应大区互联系统捕捉失步断面的要求；当线路结构复杂，特别是存在单母线节点连接有多条联络线的情况下，难以准确判断失步断面真正由哪几条联络线组成，或者说难以准确地判断失步中心真正存在于构成失步断面的哪几条联络线之中。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能对复杂的互联电力系统进行准确、快捷判断失步中心的方法。本专利技术是采取以下的技术方案来实现的，其特征在于利用装置采集到的无功功率的瞬时值在一个失步周期中的积分值的大小去判断失步中心所在的失步断面联络线，从而确定失步断面。前述的，其特征在于其中所述的寻找失步断面的方法在于利用有功过零判断振荡周期并在该周期内对无功功率进行积分，从而判断失步中心落在哪条联络线上且可以预测失步中心的移动方向。前述的，其特征在于它包括下列步骤(1)用一个幅值固定的、有效阻抗后的简单电动势源来表示等值发电机；假设系统阻抗角和线路阻抗角相等，并将系统的等值阻抗归算到联络线阻抗中；系统综合阻抗值恒定不变，忽略系统负荷潮流影响；(2)失步中心是在一个失步振荡周期中失步断面联络线上电压幅值出现最低的那一点；(3)对一个振荡周期中无功功率进行积分，单周期无功率积分为零的点就在失步中心附近，且位于等值电势幅值相对较小的一侧。前述的，其特征在于其中步骤3所述的失步中心的方向判断是定义电流的正方向是由母线流向线路，当电流的正方向指向失步中心时，认为失步中心在测量点的正方向；当电流的正方向离开失步中心时，认为失步中心在测量点的反方向。前述的，其特征在于基于无功功率在单位失步周期中的积分值确定失步中心位置的判据公式为∫t1t2Q(t)dt<-|Qset|---(13)]]>∫t1t2Q(t)dt>+|Qset|---(14)]]>|∫t1t2Q(t)dt|≤|Qset|---(15)]]>式(13)和式(14)是确定失步中心位置方向的判据，其中|Qset|是无功功率单周期积分值的整定值；考虑无功功率的摆动、两侧等值电势的变化和电网的实际参数，设定合适的无功功率整定值；式(13)～式(15)的无功积分整定值也可分别整定，特别对单台装置，在确定失步中心的位置方向的同时，基于无功功率单周期积分值去判定失步中心所处的范围，从而确定装置的动作范围；对多台装置，特别是联络线两端都配置有解列装置的情况，通过彼此间对失步中心的位置判断，通过协调配合策略确定失步中心真正位于的联络线之中，并实施解列；如果积分计算显示式(13)成立，说明失步中心在装置安装处的反向；如果积分计算显示式(14)成立，说明失步中心在装置安装处的正向；如果积分计算显示式(15)成立，说明失步中心在装置安装处附近。下面对本专利技术的技术方案作详细的分析本专利技术所述的基于联络线无功功率寻找失步断面的方法是利用装置采集到的无功功率的瞬时值在一个失步周期中的积分值的大小去判断失步中心所在的失步断面联络线，从而确定失步断面。与传统的通过电压或视在阻抗捕捉失步中心的方法相比，无功功率因拥有方向性而更能灵活地应用于对系统失步断面的捕捉。通过无功功率在多点的测量判断，不仅可以准确地判断失步中心落在哪条联络线上且可以预测失步中心的移动方向，利于解列装置之间的协调，实现合理与有计划的解列，有效消除系统振荡，避免系统大事故的发生。失步断面联络线电气量的变化特征对等值两机系统，连接频率不等的两系统间的联络线的电气量在失步过程中的变化特征为1、失步断面联络线上有一点(失步中心)，其电压幅值的变化幅度明显大于联络线的其他地方，且距离失步中心越远，幅值变化越小，即在失步振荡过程中，失步断面联络线存在明显的电压梯度；2、在两端等值电势实际可变化的范围内，在失步断面联络线任一位置，瞬时有功功率在一个振荡周期中都会过零两次。3、在一个失步振荡周期中，周期综合无功功率由本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于无功功率寻找失步断面的方法，其特征在于利用装置采集到的无功功率的瞬时值在一个失步周期中的积分值的大小去判断失步中心所在的失步断面联络线，从而确定失步断面。

【技术特征摘要】
1.基于无功功率寻找失步断面的方法，其特征在于利用装置采集到的无功功率的瞬时值在一个失步周期中的积分值的大小去判断失步中心所在的失步断面联络线，从而确定失步断面。2.根据权利要求1所述的基于无功功率寻找失步断面的方法，其特征在于其中所述的寻找失步断面的方法在于利用有功过零判断振荡周期并在该周期内对无功功率进行积分，从而判断失步中心落在哪条联络线上且可以预测失步中心的移动方向。3.根据权利要求1所述的基于无功功率寻找失步断面的方法，其特征在于它包括下列步骤(1)用一个幅值固定的、有效阻抗后的简单电动势源来表示等值发电机；假设系统阻抗角和线路阻抗角相等，并将系统的等值阻抗归算到联络线阻抗中；系统综合阻抗值恒定不变，忽略系统负荷潮流影响；(2)失步中心是在一个失步振荡周期中失步断面联络线上电压幅值出现最低的那一点；(3)对一个振荡周期中无功功率进行积分，单周期无功功率积分为零的点就在失步中心附近，且位于等值电势幅值相对较小的一侧。4.根据权利要求3所述的基于无功功率寻找失步断面的方法，其特征在于其中步骤3所述的失步中心的方向判断是定义电流的正方向是由母线流向线路，当电流的正方向指向失步中心时，认为失步中心在测量点的正方向；当电流的正方向离开失步中心时，认为失步中心在测量点的反方向。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，王建全，
申请(专利权)人：南京国电南自电网稳定控制有限责任公司，高鹏，王建全，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]