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    重庆时时彩正则计划: 一种基于实测响应信息的电力系统主导失稳模式识别方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201310582555.7

    申请日:

    2013.11.19

    公开号:

    CN103632043A

    公开日:

    2014.03.12

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 19/00申请日:20131119|||公开
    IPC分类号: G06F19/00(2011.01)I 主分类号: G06F19/00
    申请人: 国家电网公司; 中国电力科学研究院
    发明人: 汤涌; 吴为; 孙华东; 何剑; 林伟芳
    地址: 100031 北京市西城区西长安街86号
    优先权:
    专利代理机构: 北京安博达知识产权代理有限公司 11271 代理人: 徐国文
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310582555.7

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.02.15|||2014.06.11|||2014.03.12

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种基于实测响应信息的电力系统主导失稳模式识别方法,判断功角失稳现象和电压失稳现象同时发生时系统的主导失稳模式,为后续暂态稳定紧急控制提供决策依据,包括:确定多机互联电力系统的输电断面;获取输电断面的实时量测信息;根据实时量测信息计算能反映系统失稳模式的主导系统变量;根据主导系统变量计算主导失稳模式识别指标;根据主导失稳模式识别指标确定系统的主导失稳模式。该方法完全基于实时量测信息,充分考虑了系统的动态特性,能准确识别功角失稳现象和电压失稳现象同时发生时系统的主导失稳模式。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种基于实测响应信息的电力系统主导失稳模式识别方法,判断多机互联电力系统在故障后的主导失稳模式,其特征在于,所述方法包括:
    步骤S1,通过WAMS量测系统测量的信息确定故障后所述多机互联电力系统的输电断面;
    步骤S2,以T为采样周期通过所述WAMS量测系统周期性的获取能够反映所述多机互联电力系统动态特性的输电断面动态特征信息;
    步骤S3,根据所述输电断面特征信息,计算能反映系统主导失稳模式的两种主导系统变量;
    步骤S4,根据所述主导系统变量,计算主导失稳模式识别指标S;
    步骤S5,根据所述主导失稳模式识别指标S,判断两种主导系统变量是否相等,是,主导失稳模式无法识别,执行步骤S6;否,判断出主导失稳模式为功角失稳或电压失稳;
    步骤S6,当无法判断所述多机互联电力系统在故障后i时刻的主导失稳模式时,设置i的值为i=i+T,执行步骤S1。

    2.  如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S1中,通过WAMS量测系统测量的信息确定故障后所述多机互联电力系统的输电断面时,输电断面位于失去同步的送受端系统之间。

    3.  如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中,依据WAMS量测系统测量的信息确定故障后所述多机互联电力系统的输电断面所包含的联络线,当联络线有多条时,取失稳联络线上的信息作为输电断面动态特征信息。

    4.  如权利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述输电断面动态特征信息包括不同时刻输电断面上失稳联络线的有功功率、联络线首末端电压幅值及相角;其中,故障后第i时刻输电断面上第k条联络线的有功功率为联络线首末端电压幅值分别为联络线首末端电压相角分别为

    5.  如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中,从故障后开始通过所述WAMS量测系统周期性的获取能够反映所述多机互联电力系统动态特性的输电断面动态特征信息,所述输电断面动态特征信息的采样周期T与所述WAMS量测系统中的PMU测量单元的采样周期相同。

    6.  如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤S3中,根据所述输电断面动态特征信息,计算能反映系统主导失稳模式的主导系统变量的方法如下:
    故障后第i时刻和第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的有功功率分别为和则i时刻第k条联络线的有功功率变化量为:
    ΔPeki=Peki-Peki-T;]]>
    故障后第i时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压幅值分别为和故障后第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压幅值分别为和则i时刻第k条联络线首末端电压幅值变化量和分别为:
    ΔVk1i=Vk1i-Vk1i-TΔVk2i=Vk2i-Vk2i-T]]>
    故障后第i时刻和第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压相角差和分别为:
    δki=δk1i-δk2iδki-T=δk1i-T-δk2i-T]]>
    则故障后第i时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压相角差的变化量为:
    Δδki=δki-δki-T]]>
    则第i时刻能反映系统主导失稳模式的主导系统变量和分别为:
    ΔPi=Vk1iVk2i|Zk|cos(δki-α)·Δδki]]>
    ΔPkvi=(2Vk1i|Zk|sinα+Vk2i|Zk|sin(δki-α))·ΔVk1i+Vk1i|Zk|·sin(δki-α)·ΔVk2i]]>
    其中,Zk为第k条联络线线路阻抗,α为阻抗角的余角,Zk=RΣ+jXΣ=|Z|∠arctgXΣ/RΣ,α=π/2-arctgXΣ/RΣ。

    7.  如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤S4中,根据计算所得到的主导系统变量,计算主导失稳模式识别指标S的方法为:
    S=|ΔPi-ΔPeki||ΔPi-ΔPeki|+|ΔPkvi-ΔPeki|]]>

    8.  如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S5中,根据主导失稳模式识别指标S,判断系统的主导失稳模式方法为:
    当时,功角失稳为主导失稳模式;
    当时,电压失稳为主导失稳模式;
    当时,此时两种主导系统变量相等,即多机互联电力系统处于临界状态,多机互联电力系统的主导失稳模式无法识别,等到下一时刻进行判断。

    说明书

    说明书一种基于实测响应信息的电力系统主导失稳模式识别方法
    技术领域
    本发明涉及电力系统领域,具体涉及一种基于实测响应信息的电力系统主导失稳模式识别方法。
    背景技术
    暂态功角失稳与暂态电压失稳是故障后系统在暂态过程中的两种表现形式。当系统失稳时,功角失稳有可能引起电压崩溃,电压崩溃也有可能引起功角失稳。暂态功角稳定问题和暂态电压稳定问题往往交织在一起,只从功角、电压的表现形式上不易区分故障后系统的失稳模式。然而,系统失稳必然由一种失稳模式为主导,不同的失稳模式可能由于系统条件的变化相继出现。功角失稳和电压失稳在机理分析、稳定控制措施等方面有着本质的不同。因此,对暂态稳定控制系统而言,在检测出系统的失稳状态后,必须进一步明确系统的主导失稳模式,才能确保暂态控制措施的有效性。系统失稳状态的检测,主要依赖于失稳判据,目前已经发展了多种功角失稳与电压失稳的工程实用判据和理论判据。这些判据的发展,为后续系统失稳模式的主导性识别奠定了基础。
    失稳模式的主导性识别,有必要将功角稳定问题和电压稳定问题作为一个有机整体进行分析,而不能孤立的去看待。近年来,已有不少文献对功角稳定和电压稳定的相关性进行了研究并提出了不同的主导失稳模式识别方法。如基于戴维南等值参数跟踪,可以得到电压失稳和功角失稳的判别方法,通过故障后的戴维南等值参数变化,判断系统的失稳模式?;诜⒌缁卣蠛透汉删卣蟮母拍?,根据矩阵特征根变化与系统失稳模式之间的关系,可以得到判断系统电压失稳和功角失稳的方法。在统一能量函数框架下研究功角稳定与电压稳定问题,建立了I类不稳定平衡点(UEP—unstable equilibrium point)与不同失稳模式之间的关系,提出了电压稳定模式的UEP和功角稳定模式的UEP,以此区分系统的失稳模式。此外,为正确区分功角稳定和电压稳定,IEEE/CIGRE在电力系统稳定定义及分类报告中给出了解释:功角稳定和电压稳定的区分并不是基于有功功率/功角和无功功率/电压幅值之间的弱耦合关系,功角稳定和电压稳定都受到扰动前有功和无功潮流的影响,两种稳定应该基于经受持续不平衡的一组特定相反作用力以及随后发生不稳定时的主导系统变量加以区分。
    发明内容
    本发明涉及一种基于实测响应信息的电力系统主导失稳模式识别方法,判断功角失稳现象和电压失稳现象同时发生时系统的主导失稳模式,为后续暂态稳定紧急控制提供决策依据,该方法包括:
    步骤S1,通过WAMS量测系统测量的信息确定故障后所述多机互联电力系统的输电断面;
    步骤S2,以T为采样周期通过所述WAMS量测系统周期性的获取能够反映所述多机互联电力系统动态特性的输电断面动态特征信息;
    步骤S3,根据所述输电断面特征信息,计算能反映系统主导失稳模式的两种主导系统变量;
    步骤S4,根据计算所得到的主导系统变量,计算主导失稳模式识别指标;
    步骤S5,根据所述主导失稳模式识别指标S,判断两种主导系统变量是否相等,是,主导失稳模式无法识别,执行步骤S6;否,判断出主导失稳模式为功角失稳或电压失稳;
    步骤S6,当无法判断所述多机互联电力系统在故障后i时刻的主导失稳模式时,设置i的值为i=i+T,执行步骤S1。
    进一步地,所述步骤S1中,通过WAMS量测系统测量的信息确定故障后所述多机互联电力系统的输电断面时,输电断面应当位于失去同步的送受端两区域系统之间。
    进一步地,所述步骤S2中,依据WAMS量测系统测量的信息确定故障后系统的输电断面所包含的联络线。当联络线有多条时,取失稳联络线上的信息作为动态特征信息。所述输电断面动态特征信息包括不同时刻输电断面上失稳联络线的有功功率、联络线首末端电压幅值及联络线首末端电压相角;其中,故障后第i时刻输电断面上第k条联络线的有功功率为联络线首末端电压相角分别为联络线首末端电压幅值分别为
    进一步地,所述步骤S2中,从故障后开始通过所述WAMS量测系统周期性的获取能够反映多机互联电力系统动态特性的联络断面动态特征信息,所述联络断面动态特征信息的采样周期T与所述WAMS量测系统中的PMU测量单元的采样周期相同;
    进一步地,所述步骤S3中,据所述输电断面特征信息,计算能反映系统主导失稳模式的主导系统变量,计算方法如下:
    故障后第i时刻和第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的有功功率分别为和则i时刻第k条联络线的有功功率变化量为:
    ΔPeki=Peki-Peki-T;]]>
    故障后第i时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压幅值分别为和故障后 第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压幅值分别为和则i时刻第k条联络线首末端电压幅值变化量和分别为:
    ΔVk1i=Vk1i-Vk1i-TΔVk2i=Vk2i-Vk2i-T]]>
    故障后第i时刻和第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压相角差和分别为:
    δki=δk1i-δk2iδki-T=δk1i-T-δk2i-T]]>
    则故障后第i时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压相角差的变化量为:
    Δδki=δki-δki-T]]>
    则第i时刻能反映系统主导失稳模式的主导系统变量和分别为:
    ΔPi=Vk1iVk2i|Zk|cos(δki-α)·Δδki]]>
    ΔPkvi=(2Vk1i|Zk|sinα+Vk2i|Zk|sin(δki-α))·ΔVk1i+Vk1i|Zk|·sin(δki-α)·ΔVk2i]]>
    其中,Zk为第k条联络线线路阻抗,α为阻抗角的余角,Zk=RΣ+jXΣ=|Z|∠arctgXΣ/RΣ,α=π/2-arctgXΣ/RΣ,Z为阻抗模,j为负数变量,XΣ为第k条联络线线路上的所有电抗,RΣ为第k条联络线线路上的所有电阻。
    进一步地,所述步骤S4中,根据计算所得到的主导系统变量,计算主导失稳模式识别指标S,计算方法为:
    S=|ΔPi-ΔPeki||ΔPi-ΔPeki|+|ΔPkvi-ΔPeki|]]>
    进一步地,所述步骤S5中,根据主导失稳模式识别指标,判断系统的主导失稳模式,判别方法为:
    当时,功角失稳为主导失稳模式;
    当时,电压失稳为主导失稳模式;
    当时,此时两种分量和相等,多机互联电力系统处于临界状态,多机互联电力系统的主导失稳模式无法识别,需要等到下一时刻进行判断;
    本发明的有益效果包括:
    本发明提供的一种基于实测响应信息的电力系统主导失稳模式识别方法,通过WAMS量测系统测量的信息识别多机互联电力系统的输电断面,提取输电断面的实时量测信息,根 据实时量测信息计算能反映系统失稳模式的主导系统变量,根据主导系统变量计算主导失稳模式识别指标,根据主导失稳模式识别指标确定系统的主导失稳模式,为后续暂态稳定紧急控制提供决策依据。
    该方法完全基于实时量测信息,其中电磁功率、电压幅值、电压相角均可以通过WAMS量测系统测量的实时响应信息直接获得,使识别更为直观快捷,使该识别方法更具实用性。
    附图说明
    如图1所示为本发明提供的一种基于实测响应信息的电力系统主导失稳模式识别方法流程图;
    如图2所示为本发明提供的送受端系统示意图;
    如图3所示为本发明提供的等值单机单负荷系统结构示意图;
    如图4所示为本发明提供的区域多机互联电力系统的网架结构的实施例的示意图;
    如图5所示为本发明提供的区域多机互联电力系统故障后的功角曲线;
    如图6所示为本发明提供的区域多机互联电力系统故障后的电压曲线;
    如图7所示为本发明提供的采取切机措施后区域多机互联电力系统的功角曲线;
    如图8所示为本发明提供的采取切机措施后区域多机互联电力系统的电压曲线。
    具体实施方式
    本发明提供一种基于实时量测信息的暂态功角失稳与暂态电压失稳的主导性识别方法,判断功角失稳现象和电压失稳现象同时发生时系统的主导失稳模式,为后续暂态稳定紧急控制提供决策依据。通过WAMS(Wide Area Measurement System,广域监测系统)量测系统测量的信息识别多机互联电力系统的输电断面,提取能够反映振荡系统间主导失稳模式的动态特征信息,根据该动态特征信息对多机互联电力系统的主导失稳模式进行实时识别。具体的,该方法的流程图如图1所示,由图1可知,该方法包括:
    步骤S1,通过WAMS量测系统测量的信息确定故障后所述多机互联电力系统的输电断面;
    步骤S2,以T为采样周期通过所述WAMS量测系统周期性的获取能够反映所述多机互联电力系统动态特性的输电断面特征信息;
    步骤S3,根据所述输电断面特征信息,计算能反映系统主导失稳模式的主导系统变量;
    步骤S4,根据计算所得到的主导系统变量,计算主导失稳模式识别指标;
    步骤S5,根据主导失稳模式识别指标,判断系统的主导失稳模式:当时,功角失稳为主导失稳模式;当时,电压失稳为主导失稳模式;当时,此时两种主导系统变量相等,多机互联电力系统处于临界状态,系统的主导失稳模式无法识别,需要等到下一时刻进行判断,执行步骤S6;
    步骤S6,无法判断所述多机互联电力系统在故障后i时刻的主导失稳模式,设置i的值为i=i+T,执行步骤S1。
    该方法完全基于实时量测信息,充分考虑了系统的动态特性,能准确识别功角失稳现象和电压失稳现象同时发生时系统的主导失稳模式。
    本发明识别方法的作用是通过主导性识别指标对系统失去稳定后的主导失稳模式是功角失稳或是电压失稳进行识别,该识别方法可单独使用,也可与CN201310008091.9号发明中的失稳判据联合使用。主导性识别指标本身并不具备判断系统是否失去稳定的能力,可以先使用CN201310008091.9号发明中的失稳判据判断出系统是否失去稳定,是,再通过本发明的识别方法判断主导失稳模式是功角失稳或是电压失稳,以此为后续紧急控制提供决策依据。
    实施例一:
    本发明提供的实施例一为本发明提供的一种基于实时量测信息的暂态功角失稳与暂态电压失稳的主导性识别方法的实施例。
    具体的,该实施例中多机互联电力系统的主导失稳模式实时判别,从故障后开始通过WAMS系统进行测量。
    步骤S1中,通过WAMS系统测量的测量信息确定故障后多机互联电力系统的输电断面,识别处于输电断面上的联络线,从而将多机互联电力系统划分为送受端两区域系统。
    步骤S2中,从故障后开始通过WAMS量测系统周期性的获取能够反映多机互联电力系统动态特性的输电断面动态特征信息,该输电断面动态特征信息的采样周期T与WAMS量测系统中的PMU(Phasor Measurement Unit,同步相角测量单元)测量单元的采样周期相同,包括不同时刻输电断面上不同失稳联络线的有功功率、线路首末端电压幅值及相角。其中,故障后第i时刻输电断面上第k条联络线的有功功率为联络线首末端电压相角分别为电压幅值为
    如图2所示的送受端两区域系统的示意图,其中区域A为送端系统,其外特性具有发电机性质,区域B为受端系统,其外特性具有负荷性质。根据送受端系统的外部特性,可将其等值为单机单负荷系统,如图3所示。
    根据输电断面实测响应信息识别系统主导失稳模式的原理和方法为:
    输电断面上输送的电磁功率为:
    P=VA2|Z|sinα+VAVB|Z|sin(δ-α)]]>
    其中线路阻抗Z=RΣ+jXΣ=|Z|∠arctgXΣ/RΣ,相角差δ=δA-δB,α=π/2-arctgXΣ/RΣ。忽略暂态过程中线路参数的变化,则暂态过程中输电断面电磁功率的全微分为:
    dP=VAVB|Z|cos(δ-α)·+(2VA|Z|sinα+VB|Z|sin(δ-α))·dVA+VA|Z|sin(δ-α)·dVB]]>
    差分代替微分有
    ΔP=VAVB|Z|cos(δ-α)·Δδ+(2VA|Z|sinα+VB|Z|sin(δ-α))·ΔVA+VA|Z|sin(δ-α)·ΔVB]]>
    分析上式可知,输电断面上功率的变化是两端母线电压幅值变化量和电压相角差变化量的函数。将上式改写为:
    ΔP=∂P∂δ·Δδ+∂P∂V·ΔV=ΔPδ+ΔPv]]>
    其中:
    ΔPδ=VAVB|Z|cos(δ-α)·Δδ]]>
    ΔPv=(2VA|Z|sinα+VB|Z|sin(δ-α))·ΔVA+VA|Z|sin(δ-α)·ΔVB]]>
    由上式可知,暂态过程中输电断面有功功率的变化量包含两部分分量:一部分与母线电压相角相关,为母线电压相角差变化量的函数;另一部分与母线电压幅值相关,为母线电压幅值变化量的函数。扰动后的暂态过程中,变量△Pδ、△Pv决定着互联系统间输电断面上的功率变化,进而影响着全系统的稳定性。因此,可将△Pδ与△Pv作为一对主导系统变量来研究系统的功角稳定问题和电压稳定问题。
    当电压失稳为主导失稳模式时,由电压稳定性定义可知,系统的对负荷的供电能力无法满足负荷需求,即负荷实际得到的电磁功率小于负荷需求,则有:
    Pe=Pl<PL
    其中PL为实际的负荷有功需求,假设:
    PL=Pl+△P′=(1+k)Pl k∈(0,+∞)

    (1+k)Pl>Pe

    (1+k)|dPldt|>|dPedt|]]>
    进一步有:
    (1+k)|dPldV&CenterDot;dVdt|>|dPe&CenterDot;dt|]]>

    (1+k)|dPldV&CenterDot;ΔV|>|dPe&CenterDot;Δδ|]]>
    可得:
    |dPldv&CenterDot;ΔV||dPldV&CenterDot;ΔV|+|dPe&CenterDot;Δδ|>1k+2]]>
    由于k∈(0,+∞),则有:

    当电压失稳占主导时,上式恒成立,则有:
    |dPldv&CenterDot;ΔV||dPldV&CenterDot;ΔV|+|dPe&CenterDot;Δδ|=|ΔPv||ΔPv|+|ΔPδ|>12]]>
    当功角失稳为主导失稳模式时,由功角稳定性定义可知,发电机转子上存在不平衡转矩,即有:
    Pl=Pe<Pm
    假设
    Pm=Pe+△P″=(1+k)Pe k∈(0,+∞)

    (1+k)Pe>Pl
    即有:
    (1+k)|dPedt|>|dPldt|]]>
    进一步有:
    (1+k)|dPe&CenterDot;dt|>|dPldV&CenterDot;dVdt|]]>

    (1+k)|dPe&CenterDot;Δδ|>|dPldV&CenterDot;ΔV|]]>
    可得:
    |dPldv&CenterDot;ΔV||dPldV&CenterDot;ΔV|+|dPe&CenterDot;Δδ|<k+1k+2]]>
    由于k∈(0,+∞),则有:

    当功角失稳占主导时,上式恒成立,则有:
    |dPldv&CenterDot;ΔV||dPldV&CenterDot;ΔV|+|dPe&CenterDot;Δδ|=|ΔPv||ΔPv|+|ΔPδ|<12]]>
    可定义如下主导失稳模式识别指标S:
    S=|ΔPv||ΔPv|+|ΔPδ|]]>
    即有:
    S=|ΔPδ-ΔP||ΔPδ-ΔP|+|ΔPv-ΔP|]]>
    主导失稳模式识别指标S的数学意义和物理意义可解释如下:主导性识别指标S采用输电断面功率改变量△P曲线与分量曲线△Pδ、△Pv之间的几何距离来表示。功角失稳为主导模式时,△P曲线与△Pδ曲线之间的距离更小,两曲线的重合程度更高,极端情况下两曲线重合,此时△Pδ是引起△P变化的主要因素。反之,△Pv是△P变化的主要因素。
    综上所述,基于主导失稳模式识别指标S的系统失稳模式主导性识别方法如下:
    当时,功角失稳为主导失稳模式;
    当时,电压失稳为主导失稳模式;
    当时,此时两种分量△Pδ与△Pv相等,系统处于临界状态,系统的主导失稳模式无法识别,需要等到下一时刻进行判断;
    步骤S3中,据所述输电断面特征信息,计算能反映系统主导失稳模式的主导系统变量,计算方法如下:
    故障后第i时刻和第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的有功功率分别为和则i时刻第k条联络线的有功功率变化量为:
    ΔPeki=Peki-Peki-T;]]>
    故障后第i时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压幅值分别为和故障后第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压幅值分别为和则i时刻第k条联络线首末端电压幅值变化量和分别为:
    ΔVk1i=Vk1i-Vk1i-TΔVk2i=Vk2i-Vk2i-T]]>
    故障后第i时刻和第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压相角差和分别为:
    δki=δk1i-δk2iδki-T=δk1i-T-δk2i-T]]>
    则故障后第i时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压相角差的变化量为:
    Δδki=δki-δki-T]]>
    则第i时刻能反映系统主导失稳模式的主导系统变量和分别为:
    ΔPi=Vk1iVk2i|Zk|cos(δki-α)&CenterDot;Δδki]]>
    ΔPkvi=(2Vk1i|Zk|sinα+Vk2i|Zk|sin(δki-α))&CenterDot;ΔVk1i+Vk1i|Zk|&CenterDot;sin(δki-α)&CenterDot;ΔVk2i]]>
    其中第k条联络线线路阻抗Zk=RΣ+jXΣ=|Z|∠arctgXΣ/RΣ,α=π/2-arctgXΣ/RΣ。
    步骤S4中,根据计算所得到的主导系统变量,计算主导失稳模式识别指标S,计算方法为:
    S=|ΔPi-ΔPeki||ΔPi-ΔPeki|+|ΔPkvi-ΔPeki|]]>
    步骤S5中,根据主导失稳模式识别指标,判断系统的主导失稳模式:当时,功角失稳为主导失稳模式;当时,电压失稳为主导失稳模式;当时,此时两种分量和处于临界状态,系统的主导失稳模式无法识别,需要等到下一时刻进行判断,执行步骤S6;
    实施例二:
    本发明提供的一种基于实时量测信息的暂态功角失稳与暂态电压失稳的主导性识别方法的实施例二为基于IEEE9节点系统,如图4所示,所采取的计算工具为PSD-FDS(电力系统 全过程动态仿真程序),用仿真程序得到的扰动响应数据来模拟广域量测系统的实时量测数据,系统中各负荷均为恒阻抗。0s时线路bus5-bus7发生三相短路,0.21s故障切除,监测联络线Bus9-Bus6。
    步骤S1':通过仿真程序得到的扰动响应数据来模拟广域量测系统的实时量测数据,确定输电断面上的联络线,本算例中为联络线Bus9-Bus6。
    步骤S2':提取能反映系统失稳模式的输电断面特征信息,特征量为联络线Bus9-Bus6故障后第i时刻的有功功率联络线首末端电压相角电压幅值全网功角曲线与电压曲线如图5、图6所示。由功角差曲线和电压曲线可知,功角失稳和电压失稳同时存在。仅从功角和电压的表现形式上看,难以区分系统的主导失稳模式,因此也难以选择有效的控制措施。
    步骤S3':据所述输电断面特征信息,计算能反映系统主导失稳模式的主导系统变量,计算方法如下:
    故障后第i时刻和第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的有功功率分别为和则i时刻第k条联络线的有功功率变化量为:
    ΔPeki=Peki-Peki-T;]]>
    故障后第i时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压幅值分别为和故障后第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压幅值分别为和则i时刻第k条联络线首末端电压幅值变化量和分别为:
    ΔVk1i=Vk1i-Vk1i-TΔVk2i=Vk2i-Vk2i-T]]>
    故障后第i时刻和第i-T时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压相角差和分别为:
    δki=δk1i-δk2iδki-T=δk1i-T-δk2i-T]]>
    则故障后第i时刻所述输电断面上第k条联络线的首末端电压相角差的变化量为:
    Δδki=δki-δki-T]]>
    则第i时刻能反映系统主导失稳模式的主导系统变量和分别为:
    ΔPi=Vk1iVk2i|Zk|cos(δki-α)&CenterDot;Δδki]]>
    ΔPkvi=(2Vk1i|Zk|sinα+Vk2i|Zk|sin(δki-α))&CenterDot;ΔVk1i+Vk1i|Zk|&CenterDot;sin(δki-α)&CenterDot;ΔVk2i]]>
    步骤S4':根据计算所得到的主导系统变量,计算主导失稳模式识别指标S,计算方法为:
    S=|ΔPi-ΔPeki||ΔPi-ΔPeki|+|ΔPkvi-ΔPeki|]]>
    指标计算值如表1所示
    步骤S5':根据主导失稳模式识别指标S,判断系统的主导失稳模式:当时,功角失稳为主导失稳模式;当时,电压失稳为主导失稳模式;当时,此时两种分量处于临界状态,系统的主导失稳模式无法识别,需要等到下一时刻进行判断。本例提供的主导失稳模式识别指标S的计算结果如表1所示:
    表1指标S计算结果

    根据表1所示计算结果,指标S小于0.5,可判断系统的主导失稳模式为功角失稳,因此系统需采取切机措施。假设系统在0.30s时切除B2处的发电机,系统的功角曲线和电压曲线如图7、图8所示,可知采取切机措施有效,系统最终恢复稳定。
    最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,结合上述实施例对本发明进行了详细说明,所属领域的普通技术人员应当理解到:本领域的技术人员根据此具体技术方案进行的各种等同、变形处理,也在本发明的?;し段е?。

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    一种 基于 实测 响应 信息 电力系统 主导 失稳 模式识别 方法
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