[发明专利]一种基于面积法则的输电网暂态电压稳定的判定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于面积法则的输电网暂态电压稳定的判定方法，属于电网稳定控制技术领域。

背景技术

目前，输电网暂态电压稳定判据主要分为两大类：

第一类：按照暂态过程中电压低于某个阈值持续一段时间来进行判断（例如：国家电网各系统采用“电压低于0.8p.u.持续时间不超过1秒”，南方电网采用“电压低于0.75p.u.持续时间不超过1秒”）。该类判据是依据实际系统运行经验或数值仿真经验得到的，在实践中易于采用和推广，为国内外大多数电网采用的方法。然而这种方法机理性不强，可靠性和准确性随着系统条件以及负荷条件的差异而变化，容易造成漏判和误判的情况。

第二类：在暂态过程中比较电磁转矩和机械转矩的大小，以及转子滑差和临界滑差的大小；二者综合得到稳定判据。该类判据中典型的是比较暂态过程中恢复电压最高点的电磁转矩和机械转矩以及转子滑差和临界滑差来进行判断，其规则较多，物理意义不够明确。由于电磁转矩是和滑差以及电压都相关的，在暂态过程中三者之间关系比较复杂，只是靠比较转矩或者滑差大小并不能完全准确的反映电动机失稳与否的物理本质；另外电磁转矩以及转子滑差是只能在离线计算中观测得到的变量，对模型的准确性依赖很高，因而不易在线推广。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于面积法则的输电网暂态电压稳定的判定方法，根据扰动发生后电动机负荷的有功功率的标么值计算电动机的加速面积和减速面积，通过比较加速面积和减速面积的大小以及电动机有功功率与扰动前的功率值之比较，对输电网暂态电压稳定性进行判断，以用于大电网暂态电压稳定的在线实时监测和控制。

本发明提出的基于面积法则的输电网暂态电压稳定的判定方法，包括以下各步骤：

（1）利用离线负荷成份统计方法或在线负荷参数辨识方法，获取输电网负荷母线中恒阻抗负荷功率占输电网负荷母线总功率的比例K_Z；

（2）分别测量输电网负荷母线的电压U、电流I和有功功率P；

（3）当输电网达到运行稳态时，将输电网负荷母线的电压、电流和有功功率的三个测量值分别记为U₀、I₀和P₀；

（4）计算运行稳态时输电网负荷母线中电动机的机械负载功率P_M0，P_M0=P₀×(1-K_Z)；

（5）实时测量输电网负荷母线电压，设定一个输电网负荷母线的电压阈值，将实时测量的输电网负荷母线电压与该阈值进行比较，若实时测量值小于阈值，则认定输电网发生故障，并进行步骤（6），若实时测量值大于或等于阈值，则继续实时测量；

（6）连续测量输电网负荷母线的电压，电流和有功功率，分别记录输电网负荷母线的电压、电流和有功功率U(n)、I(n)和P(n)；

（7）计算故障发生后输电网负荷母线中恒阻抗负荷的有功功率P_Z(n)，P_Z(n)=(P₀×K_Z)(U(n)/U₀)²；

（8）计算故障发生后输电网负荷母线中电动机负荷的有功功率P_M(n)，P_M(n)=P(n)-P_z(n)；

（9）根据上述P_M(n)和P_M0，计算输电网负荷母线中电动机负荷的减速面积S_d(n)和加速面积S_a(n)，计算方法如下：

（9－1）设加速面积和减速面积的初始值均为0，即S_a(0)=0，S_d(0)=0；