[发明专利]根据实测轨迹计算电力系统极限切除时间的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据实测轨迹计算电力系统极限切除时间的方法。 

背景技术

极限切除时间是电力系统暂态稳定分析与控制中十分重要的一个参数，它表示电力系统遭受某一故障后在不失去稳定的前提下能够承受的最长故障持续时间。根据极限切除时间和当前的故障切除时间可计算出电力系统的稳定裕度，进而可以设计合理的暂态稳定控制措施，提高电力系统运行的安全水平。 

现有的极限切除时间求取方法均是依赖于电力系统的模型，其计算结果受系统模型的精度影响较大。而国内外多次电力系统事故后分析和大扰动试验结果均表明现有的电力系统模型存在一定的误差，使得基于现有模型的动态仿真结果与实测轨迹不相吻合。因此，寻找更为精确的电力系统极限切除时间方法已成为研究的重点。 

广域量测系统WAMS的不断发展为基于轨迹的电力系统动态分析提供了重要数据支持，WAMS能够实时记录电力系统受扰后的动态过程，且精度较高。在现有技术中，研究人员利用广域量测系统，提出了基于轨迹与轨迹灵敏度之间的关系计算轨迹灵敏度的方法，但是，这种轨迹灵敏度的计算方法只给出基于轨迹计算一阶轨迹灵敏度，而无法计算更高阶次的轨迹灵敏度。迄今未见根据轨迹计算高阶轨迹灵敏度的方法，特别是未见根据轨迹直接预测其他故障切除时间下的动态变量轨迹，从而确定故障极限切除时间方法的报道和实际应用。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的不足，提出一种计算精度高，根据实测轨迹计算电力系统极限切除时间的方法，该方法可以避免极限切除时间及轨迹灵敏度计算对电力系统模型的依赖，从而提高了计算精度。 

解决其技术问题采用的技术方案是：一种根据实测轨迹计算电力系统极限切除时间的方法，其特征是：它包含有以下步骤： 

1).基于实测轨迹计算故障切除时间灵敏度 

对于单机或多机系统，在t₀时刻发生三相短路，t₁时刻故障被切除，则整个过程中系统经历了短路前、短路中和短路切除后3个阶段； 

设在短路发生前发电机内电势点与无穷大点之间的阻抗为x_I，在短路期间变成了x_II， 短路切除后又变为x_I，则故障前后发电机内电势点至无穷大节点出的阻抗变化值Δx可表示为： 

Δx＝Δx₁[ε(t-t₀)-ε(t-t₁)]          (1) 

其中： 

Δx_I＝x_I-x_II            (2) 

将单机系统的动态响应看成是由发电机内电势点至无穷大节点之间的电抗变化这一激励引发，利用线性系统的理论获得轨迹相对于故障切除时间灵敏度和轨迹之间的关系； 

设发电机为2阶模型，不考虑励磁系统模型和调速系统模型，其数学模型为： 

(3) 

其中M_m、M_e分别为发电机的机械功率和电磁功率，T_j和D分别为发电机惯性时间常数和阻尼系数。其中电磁功率可表达为：