一种保护信号触发响应驱动的紧急控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种保护信号触发响应驱动的紧急控制方法，包括获取可能引起电网进入孤网运行且暂态电压恢复缓慢的关键断面及短路类型故障集；监测关键断面的主保护分相跳闸信号和电流、功率实时运行信息。若接收到分相跳闸信息且满足突变量启动，紧急控制装置根据预设离线控制策略动作。动作后实时监测孤网系统站点电压，若电压过高，则紧急控制补切电容器组，维持系统电压恢复至合理运行范围内。依靠继电保护信号触发，采取电气量突变量作为防误判据，将紧急控制动作时间由传统300ms左右缩短至200ms左右。在紧急控制一个动作周期5s的时间窗内，融合电压响应驱动，追加补切电容器措施，有利于控制稳态电压尽快恢复至合理运行范围。范围。范围。

【技术实现步骤摘要】
一种保护信号触发响应驱动的紧急控制方法及系统


[0001]本专利技术属于电力系统及其自动化
，涉及一种保护信号触发响应驱动的紧急控制方法及系统，具体涉及一种用于电网的暂态低压高频稳态高压低频的控制方法及系统。

技术介绍

[0002]国内西部或西南部仍有很多局域电网一般通过1～2个联络通道和主网连接，联络通道多为单回线路或者同杆双回架设线路。受制于网架薄弱或气候、地质恶劣等条件，联络通道解列风险较大。解列后，局域电网转入孤网运行，由于孤岛电网惯量较小，动态无功支撑能力较弱，且局域电网负荷电动机占比高，孤岛系统容易出暂态低压高频(暂态电压低于0.75pu大于1s，暂态频率一般高于51.0Hz)和稳态高压低频现象(稳态电压一般可高于1.07pu，频率常低于49.0Hz)，给电网的运行控制带来巨大挑战。
[0003]局域电网含有很多经变频器拖带的电动机负荷，系统暂态电压低于0.75pu时间长达1s以上，变频器和电动机低压保护均已动作脱扣；另一方面，暂态频率高于51.0Hz也可能会导致网内机组高周保护动作，造成事故的进一步扩大。紧急控制等量切或略过切负荷，并不能改变系统暂态低压高频现象。紧急控制等量切或略过切负荷，并不能改变系统暂态电压恢复缓慢现象。若大幅度过切负荷，虽能够促进暂态电压的恢复，却会带来后续阶段的高频问题。系统暂态电压恢复后引起的稳态高压低频问题，若紧急控制在切除负荷时同步切除无功补偿，会加大暂态电压跌落期间的无功不平衡量，甚至造成电压失稳；若直接根据过电压低频现象按照功率平衡原则进一步补切负荷，则不但会加重高压问题，补切负荷的量并无法量化给出。切除机组则会加重低频问题。这使得紧急控制传统的切机、切负荷等有功功率控制手段对于暂态低压高频和稳态低压高频问题并无效果。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提出一种由保护信号触发融合响应驱动的紧急控制方法和系统，能够化解电网暂态低压高频和稳态高压低频问题，提高电网安全稳定控制措施的可靠性。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，提供一种保护信号触发响应驱动的紧急控制方法，包括：
[0007]获取可能引起电网局部或者整体系统进入孤网运行，且脱网的孤网系统存在暂态电压恢复缓慢的关键开断断面及故障类型集；
[0008]获取需补切电容器组的切负荷门槛值集合M{Pmk1,Pmk2}；断面短路故障开断紧急控制按照优先级切除负荷量Pmk1和Pmk2后，孤网系统站点电压分别恢复至k1和k2，且持续时间大于t3；
[0009]获取需补切电容器组的站点及相应的切除电容器容量集C{(B1,C
B11
,1),(B1,C
B12
,2),
……
(Bn,C
Bn1
,1),(Bn,C
Bn2
,2)}，每一个需切电容器的变电站Bn，切除电容器容量均按照
两档划分，分别为第一档切除容量C
Bn1
和第二档切除容量C
Bn2
，形成预设补切电容器组策略表；
[0010]获取实时监测的关键断面主保护分相跳闸信号和电气量运行信息；
[0011]基于所述关键开断断面及故障类型集、关键断面主保护分相跳闸信号和电气量运行信息，判断是否满足紧急控制启动条件，若是，则查找预设离线控制策略进行紧急控制；
[0012]紧急控制的一个控制周期内，实时监测孤网系统内关键站点的电压信息，根据电压信息和需补切电容器组的切负荷门槛值集合M、需补切电容器组的站点及相应的切除电容器容量集C，判断孤网系统关键站点稳态电压是否过高，且已切除负荷量大于补切电容器门槛值，若是，按照预设补切电容器组策略表补切对应的电容器组。
[0013]在一些实施例中，获取可能引起电网局部或者整体系统进入孤网运行，且引起孤网系统暂态电压恢复缓慢的关键开断断面及故障类型集，包括：
[0014]基于电网机电仿真数据，选取常规机组最小开机典型方式，仿真分析得到引起电网局部或者整体系统进入孤网运行，且引起孤网系统暂态电压恢复缓慢的关键断面开断及故障类型集Q{(L1,F1),(L1,F2),(L2,F1)
……
(Ln,Fn)}，其中Ln为关键开断断面，Fn指的是故障类型；
[0015]所述开断断面故障集包括：线路N
‑
1开断，同杆线路N
‑
2开断；
[0016]所述故障类型包括：单相短路故障、两相短路故障、两相短路接地故障、三相短路接地故障。
[0017]在一些实施例中，暂态电压恢复缓慢判断标准为0.75pu，1s。
[0018]在一些实施例中，基于所述关键开断断面及故障类型集、关键断面主保护分相跳闸信号和电气量运行信息，判断是否满足紧急控制启动条件，若是，则查找预设离线控制策略进行紧急控制；包括：
[0019]响应于收到分相保护跳闸信号，判断是否属于关键开断断面及故障类型集Q；
[0020]响应于是，则判断所述关键断面的实时电气量是否满足以下突变判据之任一：
[0021]1)电流突变量启动：
△
i≥
△
is，其中
△
i为电流瞬时值突变量，
△
is为电流瞬时值突变量启动预设定值；
[0022]2)功率突变量启动:
△
P≥
△
Ps，其中
△
P为功率突变量，
△
Ps为功率突变量启动预设定值；
[0023]响应于判断得到所述关键断面的实时电气量满足突变判据之任一，紧急控制启动：紧急控制装置根据预设离线控制策略进行控制，并记下切除负荷量Pl和紧急控制启动时刻t1。
[0024]在一些实施例中，所述预设离线控制策略的获取方法包括：
[0025]基于电网机电仿真数据，选取电网各种典型运行方式，基于关键断面运行潮流范围，仿真计算得到所述关键断面开断时，紧急控制系统能够恢复电网安全稳定的负荷切除量Pl，并形成预设离线控制策略。
[0026]在一些实施例中，需补切电容器组的站点及相应的切除电容器容量集C的获取方法包括：
[0027]基于电网机电仿真数据，选取常规机组最小开机典型方式，通过仿真计算孤网系统内不同站点电容器切除容量对监测站点电压恢复情况的灵敏度，形成需要补切电容器组
的站点及相应的切除电容器容量集C{(B1,C
B11
,1),(B1,C
B12
,2),
……
(Bn,C
Bn1
,1),(Bn,C
Bn2
,2)}，每一个需切电容器的变电站Bn，切除电容器容量均按照两档划分，分别为第一档切除容量C
Bn1
和第二档切除容量C
Bn2
，并形成预设补切电容器组策略表。
[0028]在一些实施例中，需补本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保护信号触发响应驱动的紧急控制方法，其特征在于，包括：获取可能引起电网局部或者整体系统进入孤网运行，且脱网的孤网系统存在暂态电压恢复缓慢的关键开断断面及故障类型集；获取需补切电容器组的切负荷门槛值集合M{Pmk1,Pmk2}；断面短路故障开断紧急控制按照优先级切除负荷量Pmk1和Pmk2后，孤网系统站点电压分别恢复至k1和k2，且持续时间大于t3；获取需补切电容器组的站点及相应的切除电容器容量集C{(B1,C
B11
,1),(B1,C
B12
,2),
……
(Bn,C
Bn1
,1),(Bn,C
Bn2
,2)}，每一个需切电容器的变电站Bn，切除电容器容量均按照两档划分，分别为第一档切除容量C
Bn1
和第二档切除容量C
Bn2
，形成预设补切电容器组策略表；获取实时监测的关键断面主保护分相跳闸信号和电气量运行信息；基于所述关键开断断面及故障类型集、关键断面主保护分相跳闸信号和电气量运行信息，判断是否满足紧急控制启动条件，若是，则查找预设离线控制策略进行紧急控制；紧急控制的一个控制周期内，实时监测孤网系统内关键站点的电压信息，根据电压信息和需补切电容器组的切负荷门槛值集合M、需补切电容器组的站点及相应的切除电容器容量集C，判断孤网系统关键站点稳态电压是否过高，且已切除负荷量大于补切电容器门槛值，若是，按照预设补切电容器组策略表补切对应的电容器组。2.根据权利要求1所述的紧急控制方法，其特征在于，获取可能引起电网局部或者整体系统进入孤网运行，且引起孤网系统暂态电压恢复缓慢的关键开断断面及故障类型集，包括：基于电网机电仿真数据，选取常规机组最小开机典型方式，仿真分析得到引起电网局部或者整体系统进入孤网运行，且引起孤网系统暂态电压恢复缓慢的关键断面开断及故障类型集Q{(L1,F1),(L1,F2),(L2,F1)
……
(Ln,Fn)}，其中Ln为关键开断断面，Fn指的是故障类型；所述开断断面故障集包括：线路N
‑
1开断，同杆线路N
‑
2开断；所述故障类型包括：单相短路故障、两相短路故障、两相短路接地故障、三相短路接地故障。3.根据权利要求1或2所述的紧急控制方法，其特征在于，暂态电压恢复缓慢判断标准为0.75pu，1s。4.根据权利要求1所述的紧急控制方法，其特征在于，基于所述关键开断断面及故障类型集、关键断面主保护分相跳闸信号和电气量运行信息，判断是否满足紧急控制启动条件，若是，则查找预设离线控制策略进行紧急控制；包括：响应于收到分相保护跳闸信号，判断是否属于关键开断断面及故障类型集Q；响应于是，则判断所述关键断面的实时电气量是否满足以下突变判据之任一：1)电流突变量启动：
△
i≥
△
is，其中
△
i为电流瞬时值突变量，
△
is为电流瞬时值突变量启动预设定值；2)功率突变量启动:
△
P≥
△
Ps，其中
△
P为功率突变量，
△
Ps为功率突变量启动预设定值；响应于判断得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂陆燕，李威，郄朝辉，和敬涵，孙仲卿，胡阳，刘福锁，李兆伟，黄慧，吴雪莲，吕亚洲，石渠，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：