一種基於發電機機端母線量測的電力系統振蕩源定位方法

2023-10-09 21:57:59

專利名稱：一種基於發電機機端母線量測的電力系統振蕩源定位方法
技術領域：
本發明涉及一種基於發電機機端母線量測的電カ系統振蕩源定位方法，屬於電力系統穩定分析與控制技術領域。
背景技術：
在互聯電カ系統中，特定エ況下的故障可能引起發電機轉子間的相對搖擺，相應的輸電線路上可能發生大幅功率振蕩，從而威脅電カ傳輸的安全。近年來國內外發生的多起振蕩事故表明，功率振蕩問題已經成為互聯電カ系統發展的關鍵瓶頸之一。關於引發振蕩的原因，傳統負阻尼機理認為，高倍快速勵磁系統會削弱所在發電機組的阻尼轉矩，進而導致系統負阻尼模式的出現。最近的各種仿真研究也表明，調速系統參數選擇不當也會引起負阻尼振蕩。另ー方面，近年來強迫振蕩的機理也表明，發電機機械功率的周期性波動也可能導致系統大幅振蕩。顯然，如果能夠在線定位振蕩源，就能夠針對性地採取控制措施，及時地抑制振蕩。目前已經有不少學者開始了這方面的研究。最初有學者定義了發電機能量，可以找到引起強迫振蕩的幹擾源所在的發電機組。在此基礎上，進ー步發展了基於支路能量的方法，可以通過量測線路狀態量對電カ網絡中能量流向進行溯源，從而判斷振蕩源所在的區域。另一方面，也有文獻從哈密頓實現的角度定義了全局能量，並提出埠供給能量的概念，通過埠供給能量的監測來判斷埠外子系統是否是振蕩源所在。以上研究成果可以成功地對振蕩源所在發電機進行定位，但對發電機內部的設備級定位還未見研究。發電機內部的兩類控制設備即調速系統和勵磁系統分別獲取發電機相關電氣量構成反饋控制，形成了發電機內部的兩大控制通道如圖I所示。圖I中，Pm為發電機機械功率輸入；Ef為發電機勵磁電壓輸入め為發電機輸出有功功率；Qe為發電機輸出無功功率。設備級定位就是判斷振蕩源所在的發電機內部控制通道，從而辨識出存在振蕩源的控制設備，這是採取針對性措施平息振蕩的前提。在大量的振蕩事故事後重現和原因分析工作中，設備級定位也非常關鍵。例如，2010年三峽電站發生功率振蕩事故，為了確定是何種控制設備引發了振蕩，研究人員進行了大量的啟發式推理、排查和仿真工作，最終才確認是PSS控制通道上的轉速獲取算法錯誤導致了振蕩。在此類振蕩事故重現問題中，準確、快速地辨識振蕩源所在控制通道，無疑能夠極大減少事故分析的工作量。

發明內容
本發明的目的是提出一種基於發電機機端母線量測的電カ系統振蕩源定位方法，基於哈密頓實現理論(Hamiltonian Realization)對發電機內部分析其能量結構,通過發電機的能量結構中經由不同控制通道注入電カ網絡的能量分量的性質來判斷振蕩源所在控制通道。本發明提出的基於發電機機端母線量測的電カ系統振蕩源定位方法，包括以下各步驟
(I)從電カ系統中各發電機的母線上獲取以下量測值發電機機端的有功功率Pei,k,發電機機端的無功功率I,k，發電機母線的電壓幅值Uti,k，發電機母線的電壓頻率fti,k，其中i為發電機序號，I = fn，η為發電機數，k為採樣點序號，k= H N為採樣點總數；(2)根據採樣時間段的上述量測值，分別計算各發電機向電カ系統中的輸電網絡供給的暫態能量ESP|gen,i:
權利要求
1.一種基於發電機機端母線量測的電カ系統振蕩源定位方法，其特徵在於該定位方法包括以下各步驟 (1)從電カ系統中各發電機的母線上獲取以下量測值發電機機端的有功功率!^,k，發電機機端的無功功率Qei, k，發電機母線的電壓幅值Uti, k，發電機母線的電壓頻率fti, k，其中i為發電機序號，i = Γη, η為發電機數，k為採樣點序號，k = ΓΝ, N為採樣點總數； (2)根據採樣時間段的上述量測值，分別計算各發電機向電カ系統中的輸電網絡供給的暫態能量ESPlgemi
全文摘要
本發明涉及一種基於發電機機端母線量測的電力系統振蕩源定位方法，屬於電力系統穩定分析與控制技術領域。本發明的定位方法，首先獲取必要的發電機參數和母線端量測後，計算各個發電機分別向網絡中注入的暫態能量，並計算出暫態能量的非周分量斜率，設定斜率閾值，將計算得到的各斜率與閾值比較，選定存在振蕩源的發電機，最後對振蕩源進行定位。本發明方法對各類發電機和控制系統都有效，所需的數據只需發電機所在母線上的本地量測，而無需遠方量測信號，本方法可在發電廠站分散化地實現振蕩源設備級定位。
文檔編號H02J3/38GK102916439SQ20121033372
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者沈沉, 李穎, 劉鋒 申請人:清華大學