[发明专利]一种高精度同期预测算法

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种高精度同期预测算法。

背景技术

同期是通过采集监测电力系统中一些实时量，并进行分析、预测同期合闸点，实现电源或电网以较小的冲击并入另一电网。

准同期的目的是在断路器并列操作时使冲击电流尽可能小，对电网产生的扰动尽可能小，对发电机组的损伤尽可能小。

断路器并列的理想条件为：1)两电压幅值相等；2)两电压角频率相等；3)合闸瞬间的相角差为0。

但在实际运行中，这三个条件是很难同时满足的，因此合闸条件相应调整为1)电压幅值差小于允许值；2)频率幅值差小于允许值；3)寻找最佳合闸点，保证发出合闸命令，经过导前时间t_dq，断路器合闸时，两电压相角差φ＝0。

现有的同期点预测方法是在每一个工频信号周期测取频率信号与角频差率ω_D，并在存储器中保留一个时段的这些值，通过计算已知时段Δt、始末角频差率ω_D的差值Δω_D得到ω_D的一阶导数即dω_D/dt。同理也可以计算出ω_D的二阶导数d²ω_D/dt²。这样可以得到计算理想导前合闸角φ_dq的公式：

式中t_dq为导前时间，即断路器合闸回路动作时间。

通过比较每个周期的实测相角差φ与预测值φ_dq，当两值相近时，同步装置即发合闸令，使待并侧在零度左右合闸。

上述方式的优点是计算量小，易于实现。但该方式有明显的缺点：

一是相角差算法较简单，准确反映相角差曲线难度大，导致公式准确度差。准确计算角频差率的一阶导数与二阶导数难度大，如果时段Δt较小，则很容易使dω_D/dt、d²ω_D/dt²出现大的偏差，如果时段Δt较大，dω_D/dt、d²ω_D/dt²又不能很好的反应机组的动态变化。

二是合闸精度低导致合闸冲击大。对上述的方程求解，一般精度可达10ms级，这导致合闸时电网冲击大。尤其随着技术的进步，机组容量不断增大，即使在相同的精度条件下，大容量机组合闸对电网的冲击也会明显增大。

三是不适合外部技术的发展趋势。传统的断路器导前时间精度只有10ms级，因此上述技术使能满足要求的。但随着技术的进步与要求的提高，断路器的导前时间已由以前的10ms级提高到目前的1ms级，这使得上述的技术已不能满足外部断路器的要求。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高精度同期预测算法，该算法能充分利用所测数据，准确的建立与实测相角最符合的曲线，从而帮助在求解的过程中得到高精度的预测时间，提高合闸精度，减少合闸冲击。

为实现上述目的，本发明提供了一种高精度同期预测算法，包括以下步骤：

步骤1、测量n+1个相角差之值，记录每个测量时刻点x₀，x₁……x_n，每个相角差的测量值记为测量时刻点x与测量值的关系记为

步骤2、令函数

当m＝0时，令L₀(x)＝1

由上述公式可得：

L₁(x)＝x

......

将L_m(x)简记为L_m

令

由上述公式我们可计算出(f，L₀)，(f，L₁)……(f，L_m)；

步骤3、由于

积分区间是[0，n+1]，在此做一个变换，将积分区间转换为[-1，1]，令

其中，

由上两式可得t_i的变化区间为[-1，1]，x_i的变化区间为[0，n]，这样，我们可将以x为变量的表达式转换为以t为变量的表达式，同时将以t为变量的表达式记为φ(t)，上述可写为：