[发明专利]多频系统失步振荡中心定位及位移路径追踪系统及方法

说明书

本发明公开了属于电力系统稳定分析技术领域的一种多频系统失步振荡中心定位及位移路径追踪系统及方法。该追踪系统包括顺序相连的数据采集模块、失步/振荡中心定位模块、振荡中心位移路径追踪模块和结果输出模块。所述追踪方法包括：采集网络结构参数、发电机功角与转速；根据数据采集模块采集到的参数能够将各个节点看成一台等值虚拟机，从而对于每一条线路，均为等效的二机系统，判别并定位失步/振荡中心；追踪并分析机组失步情形下振荡中心位移路径；输出多频系统失步/振荡中心位置及振荡中心位移路径。通过实时数字仿真平台验证了该方法判据及位移路径追踪的正确性与有效性。

技术领域

本发明属于电力系统稳定分析技术领域。特别涉及一种多频系统失步振荡中心定位及位移路径追踪系统及方法。

背景技术

随着互联电网规模与复杂度的不断增加，电力系统稳定问题日益突出。运行实践表明，无论如何完善稳定措施，总可能由于一些事先不可预料的偶然因素，造成稳定破坏。系统稳定破坏主要表现为同步电机之间电势差、功角差随时间变化至失去同步，这种现象称为失步振荡。系统失步振荡后，若没有采取有效措施加以控制，系统将失控导致停电事故。研究表明，振荡发生后，能否准确定位振荡中心位置，并采取有效控制措施，对电网安全稳定运行具有重要意义。

目前，失步振荡中心定位方法主要分为两类，一类是基于本地信息的振荡中心定位方法，如基于视在阻抗轨迹、视在阻抗角或Ucosφ的方法，均能间接反映两侧系统的功角分离程度，从而捕获振荡中心。另一类是基于广域信息的振荡中心定位方法，如基于电气量频率差异的振荡中心识别方法。但这些关于振荡中心的研究多基于等值两机系统模型，已不能满足现今复杂互联电力系统的需求。在复杂电力系统中，振荡中心位置会在系统中迁移，严重危害电网的安全稳定运行。而机群失步以及多频振荡下的振荡中心定位及位移路径还鲜有报道。

鉴于此，本发明提出一种多频系统失步振荡中心定位及位移路径追踪方案，在等值两机系统模型的基础上，对环状等值三机多频系统等幅情况进行研究。首先，通过在节点处构造等值虚拟机，将三机系统等值为三个两机系统，通过比较得出环状等值三机系统失步/振荡中心的定位方法判据，在此基础上，追踪并剖析不同失步工况下的振荡中心位移路径。实时数字仿真(real time digital simulator，RTDS)平台验证了该方法判据及位移路径追踪的正确性与有效性。

发明内容

本发明的目的是提供一种多频系统失步振荡中心定位及位移路径追踪系统及方法，其特征在于，所述多频系统失步振荡中心定位及位移路径追踪系统包括顺序相连的数据采集模块、失步/振荡中心定位模块、振荡中心位移路径追踪模块和结果输出模块。

所述的数据采集模块用于采集网络结构参数、系统内发电机功角与转速，并将采集数据发送至失步/振荡中心定位模块。

所述的失步/振荡中心定位模块根据数据采集模块采集到的参数，比较线路节点间的电压相角差，找出与180度最接近的相角差线路，进而定位环状多频系统的振荡中心；当相角差等于180度时，该线路电压最低点即判别并定位为失步中心。

所述的振荡中心位移路径追踪模块用于多频系统中机组失步情形下振荡中心位移路径的追踪与剖析。

所述的结果输出模块用于输出多频系统失步/振荡中心位置及振荡中心位移路径。

所述方法包括以下步骤：

步骤1：数据采集，采集网络结构参数、发电机功角与转速；

步骤2：判别并定位失步/振荡中心，各节点电压为各发电机电动势按一定比例系数的叠加，因此根据数据采集模块采集到的参数能够将各个节点看成一台等值虚拟机，从而对于每一条线路，均为等效的二机系统；

步骤3：追踪并分析机组失步情形下振荡中心位移路径；