一种基于系统惯量中心变换的多机暂态稳定判定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力技术领域，设及大电网严重故障下系统暂态稳定的判断方法，具 体设及一种基于系统惯量中屯、变换的简化多机暂态稳定判定方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的快速发展，我国电网的规模日益扩大，到2011年底，除台湾外，我国全 国联网的格局已经形成。并且目前我国正在建设世界上电压等级最高规模最大的交直流混 联电力系统，电网形态日趋复杂，运行方式多变。电网规模的扩大，系统元件越来越复杂，影 响电力系统安全稳定运行的因素越来越多，严重时局部故障甚至影响整个电网。近些年，国 内外不断发生大规模的停电事故，该些停电事故造成了巨大的经济损失和社会影响。电力 系统规划，设计，运行等工作都要进行大量的暂态稳定分析。暂态稳定分析是暂态稳定控制 的基础，是电力系统安全运行的重要方面。
[0003] 电力系统是一个复杂的非线性系统，电力系统计算是求解一组代数方程或联解代 数方程与微分方程，但是随着系统的越发复杂，规模越发庞大，求解该样的方程是非常困难 的。目前最常用的暂态稳定分析方法有时域分析法，直接法，扩展等面积法，随着能量管理 单元（Phasor Measurement Unit,PMU)和广域测量系统（Wide Area Measurement System, WAM巧的发展，也出现了不少基于此的暂态稳定分析方法。该些分析方法都有其优势和各自 的缺点。例如时域仿真法，对于给定的时间，通过常微分方程的数值解判断系统是否失稳， 可靠但是计算速度慢，不能给出稳定裕度。
[0004]【文献1】提供了一种利用5 -?相平面判断系统暂态稳定的方法，方法直观但是 进行多机暂稳判断时需要正确分群。【文献2】在此基础上提出了利用电压相角差的高阶倒 数组成的相平面判断暂态稳定的方法，所需数据测量方便，更加适合实际分析，但是不能适 应多机系统的暂态稳定判断需求。【文献3】通过系统惯量中屯、，将多机系统的运动映射到 了一维坐标轴的运动，并在此基础上提出了实用的系统暂态稳定的判断方法，简化了前面 的分析方法但是需要同时观测二个变量。
[0005] 电力系统暂态稳定的判别是电力系统安全控制的基础，寻找快速准确可靠的判别 方法具有重要的实际意义。
[0006] [文献 1] Liancheng Wang，Adly A. Girgis. A new method for power system transient instability detection[J]. IEEE Transaction on Power Delivery，1997， 12(3) : 1082-1088.
[0007] [文献 2化i C，LiuY,Gardner M R. Transient stability analysis with phase plane of high-order derivatives of angle dynamics[C]. T&D Conference and Exposition,2014IE邸 PES，2014:1-5.
[000引[文献引孙闻，房大中，薛振宇（SUN Wen，FANG Dazhong，X肥aienyu).电力系统 在线暂态稳定分析方法（A Method for On-Line Analysis of Power System Transient St油ility)[J].电网技术（Power System Technology) ,2009, 33 (14): 16-20.
【发明内容】
[0009] 为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种快速准确可靠的电力系统暂态稳定 方法。
[0010] 本发明所采用的技术方案是：一种基于系统惯量中屯、变换的多机暂态稳定判定方 法，其特征在于，包括W下步骤：
[0011] 步骤1;构建所研究的电力系统的网架结构图，对正常运行工况下潮流计算所需 参数进行赋值；
[0012] 步骤2 ;对正常运行状态下的电力系统网络进行潮流计算；
[0013] 步骤3 ;确定系统发生的故障类型、发生故障的支路位置及故障时间；在潮流计算 的基础上，得到系统中n台发电机功角S i(i = 1…n)的变化情况；
[0014] 步骤4;由各发电机的惯性时间常数Mi(i = 1…n)和功角Si(i = l'''n)，求得
【主权项】
1. 一种基于系统惯量中心变换的多机暂态稳定判定方法，其特征在于，包括以下步 骤： 步骤1 :构建所研宄的电力系统的网架结构图，对正常运行工况下潮流计算所需参数 进行赋值； 步骤2 :对正常运行状态下的电力系统网络进行潮流计算； 步骤3 :确定系统发生的故障类型、发生故障的支路位置及故障时间；在潮流计算的基 础上，得到系统中η台发电机功角δ = 1…η)的变化情况； 步骤4 :由各发电机的惯性时间常数Mi (i = 1…η)和功角δ i (i = 1…η)，求得
;继而求出惯量中心坐标下的θ?:θ i= δ厂3。。1; 步骤5 :定义
，R是Θ i的欧几里得范数海台发电机运动，导致发电机相对 系统惯量中心（COI)的功角随之变化，进而R能反映系统的运动情况；每一个包含本 台发电机对系统其它所有发电机的相对功角，若系统失稳，必然至少存在二台发电机使它 们之间相对功角趋于无穷大，则此时R(t) c?，反之亦成立；R反应了系统中发电机机 组功角摆开程度，是发电机机组暂态运动的体现； 步骤6 :对R求一阶导数V，并记录其变化曲线；若V在大于零时不存在极小值，则判断 系统未发生暂态失稳，若V在大于零时出现了极小值，则判定系统暂态失稳。
【专利摘要】本发明公开了一种基于系统惯量中心变换的多机暂态稳定判定方法，本发明首先将故障后的系统的各参数映射到惯量中心坐标下，然后求解角半径等相关参数，利用本文提出的暂态稳定判断方法，做出相关一维曲线，并判断曲线是否出现极小值，从而诊断系统是否在该故障下出现了暂态失稳现象。上述过程，方便简单，判断结果准确有效。
【IPC分类】G01R31-08
【公开号】CN104749491
【申请号】CN201510195280
【发明人】王佳丽, 廖清芬, 岑炳成
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月22日