电力系统暂态稳定紧急控制现状与展望_吕志来
电力系统分析十一章电力系统的暂态稳定性
P
EU X
sin
一般状况下，有：
X X X
所以 P P P
第三节 简朴电力系统暂态稳定性 旳定量分析
在功角由0 变化到 c 旳过程中，PT Pe ，多出
旳能量使发电机转速上升，过剩旳能量转变成转子
旳动能而贮存在转子中。加速过程中所做旳功为：
Sa
c Md
0
( P c
0 T
一、引起电力系统大扰动旳重要原因
（1）负荷旳忽然变化 （2）切除或投入系统旳重要元 件 （3）电力系统旳短路故障
由于暂态分析计算旳目旳在于确定电力系统在给定旳大 扰动下各发电机组能否继续保持同步运行，因此重要研究发 电机组转子运动特性，考虑其重要影响原因，对影响不大旳 原因加以忽视或近似考虑。
二、暂态稳定计算中旳基本假设
第四节 发电机转子运动方程旳数值解法
为了保持电力系统旳暂态稳定性，需要懂得必 须在多长时间内切除短路故障，即极限切除角对应 旳极限切除时间，这就需要找出发电机受到大干扰 后，转子相对角δ随时间t变化旳规律，即δ =ƒ(t)曲线， 此曲线称作摇摆曲线。
发电机转子运动方程是非线性旳常微分方程，一 般用数值计算措施求其近似解。
第十一章 电力系统旳暂态 稳定性
第十一章
1 电力系统暂态稳定性概述 2 定性分析 3 定量分析 4 提高暂态稳定性旳措施
第一节 电力系统暂态稳定性概述
暂态稳定性是指电力系统受到大干扰后，各同 步发电机保持同步运行，并过渡到新旳或恢复 到本来稳定方式旳能力，一般指第一或第二振 荡周期不失步。一般扰动后旳系统状态与扰动 前不一样。一般考察扰动后3－5秒。最多10s。 假如电力系统在某一运行方式下，受到某种形式旳大扰动， 通过一种机电暂态过程后，可以恢复到原始旳稳态运行方式或 过渡到一种新旳稳态运行方式，则认为系统在这种状况下是暂 态稳定旳。 电力系统旳暂态稳定性不仅与系统在扰动前旳运行方式有 关，并且与扰动旳类型、地点及持续时间有关。因此，为了分 析系统旳暂态稳定性，必须对系统在特定扰动下旳机电动态过 程进行详细旳分析，因此一般采用旳是对全系统非线性状态方 程旳数值积分法进行对系统动态过程旳时域仿真，通过对计算 得到旳系统运行参数(如转子角)旳动态过程旳分析，鉴别系统旳 暂态稳定性。
交直流电力系统暂态电压稳定性研究
交直流电力系统暂态电压稳定性研究摘要：随着社会经济的快速发展，我国电力事业的建设规模正在不断扩大。
其中，在交直流输电系统当中直流换流器需要消耗掉较多的无功功率，这将严重影响到交直流系统的暂态电压稳定性。
因此，有必要对交直流电力系统的暂态电压稳定性展开深入研究。
基于此，文中从对暂态电压稳定性造成影响的因素出发提出了交直流系统中避免发生暂态电压失稳事故的预防措施。
关键词：交直流电力系统；暂态电压稳定性；影响因素；预防措施暂态电压稳定性就是指电力系统经过较大的干扰产生冲击之后各个负荷节点的电压稳定性。
站在时域仿真的角度，可以把暂态电压失稳事故分成两种：一种是耦合型电压失稳事故，另外一种是单纯型快速电压崩溃事故。
当前，国内外并未对交直流电力系统暂态电压的稳定性作出充分的研究。
基于此，文中针对影响暂态电压稳定性的因素提出了交直流系统当中暂态电压失稳事故的防范举措。
1.影响暂态电压稳定性的主要因素1.1负荷特性由于受到负荷母线电压持续下降的影响，负荷从系统当中所吸收的无功功率会对系统的区域无功平衡情况造成严重的影响，从而构建了一种电压下降的正反馈体系。
另外，为了使输入和输出的有功功率达到平衡，动态负荷需对导纳的内在特性进行自动调整，这样会产生不同类型的动态特性，因此，极易引起电压失稳事故的出现。
除此之外，感应电动机属于对暂态电压稳定性造成影响的主要因素。
1.2发电机组件以及其控制元件随着发电机无功需求量的逐渐增多，发电机励磁也变得越来越多，促使发电机保持在强励状态，由于受到励磁绕组热容量的制约，经过一段时间之后如果发电机被强励返回，就会导致励磁骤然减少，从而会引起网络当中缺少较多的无功功率，最终造成暂态电压失稳[1]。
1.3静止无功补偿器与HVDC静止无功补偿器的动态调节可以使系统的暂态电压稳定性得到提高，然而，如果静止无功补偿器的容量达到了一定的限制程度，就不再具有无功调节的能力。
HVDC系统出现的严重故障会引起潮流产生大量的转移，只要出现了电压下降的情况，受端电网当中电动机负荷的无功需求就会不断的增加，与此同时，由固定电容器所提供的无功补偿逐渐变小，并且全网电压开始加速恶化，从而造成了暂态电压失稳。
电力系统电压稳定性研究现状及其展望
电力系统电压稳定性研究现状及其展望[摘要]随着各种电力设备的精度不断提升，对电力系统稳定运行提出了更高的要求，因此，国内外对电力系统电压的稳定运行都有深入的研究。
[关键词]电力系统；电压稳定性；研究现状；展望一、前言在电力系统运行的过程中，电压的稳定性对电力系统的稳定运行有着重要的影响，不稳定的电压容易造成电力系统的破坏，严重的会造成电力系统的瘫痪，影响电力系统的正常运行。
二、电压稳定的重要性在电力系统运行的过程中,保证电力电压稳定可以有效提高电力系统运行效果,降低电力系统中负荷可能丧失、转移的现象,降低系统出现级联停电的可能性。
在改该过程中,电力电压稳定对传输线路的跳闸状况可以有效避免,对整体供电的可靠性进行加强,已经成为保证安全、有效输电的关键因素。
电力电压稳定主要从两方面进行划分,实现对整体电力电压稳定性的提高。
第一,从外界扰动性质进行划分可以将电力电压稳定分为大扰动电压稳定和小干扰电压稳定。
大扰东电压稳定主要指系统在遭受大的扰动后保持电压稳定的综合能力,而小干扰电压稳定性恰恰相反。
第二,从保证时间范围的角度出发,电力电压稳定主要可以分为短期电压稳定和长期电压稳定两方面。
短期电压稳定主要是一扎动作原件对整体的动态进行处理,确保实现设备变压器的分接头。
而长期电压稳定主要对设计慢动作的设备进行处理,保证电压的稳定性。
三、电压稳定分类由于电压失稳的情况复杂多变，在研究电压稳定性时，需对电压稳定问题进行分类，其主要从两个角度进行划分：1、界扰动的性质出发，可分为（一）大扰动电压稳定。
指电力系统遭受大的扰动后，如短路故障、切机等，保持电压稳定的能力。
它由系统和负荷特性以及两者间连续和不连续控制及保护的相互作用所决定。
（二）小扰动电压稳定。
指电力系统在遭受小的扰动后，如负荷的增加等，仍能保持电压稳定的能力。
它受负荷特性以及给定时间内的连续和不连续控制作用的影响。
2、间框架的角度出发，电压稳定性可分为（一）短期电压稳定。
电力系统稳定性分析与控制
电力系统稳定性分析与控制一、概述电力系统稳定性是指电力系统在受到外界干扰或内部失衡时，能够保持稳定运行的能力。
其中，外界干扰包括电网负荷变化、电力线路故障等，内部失衡包括电力系统动态平衡失调等。
为了保障电力系统的稳定运行，需要进行稳定性分析与控制。
二、电力系统稳定性分析1.基础原理电力系统稳定性分析的基础原理主要包括功角稳定性和电压稳定性。
功角稳定性是指电机运转时，电动力学系数的改变导致系统转速发生变化，进而影响电网频率的变化。
电压稳定性是指电力系统唯一的静态稳定性指标，它衡量设备电压偏差变化对电网频率的影响。
2.稳定性分析方法电力系统稳定性分析方法主要包括暂态稳定分析和动态稳定分析。
暂态稳定分析是指电力系统发生故障后的瞬间响应，动态稳定分析是指电力系统在稳态下的小扰动响应。
其中，暂态稳定分析主要关注电力系统的稳定性和安全性，动态稳定分析主要关注电力系统的效率和经济性。
三、电力系统稳定性控制1.控制方法电力系统稳定性控制方法主要包括传统控制和现代控制。
传统控制方法主要包括功率控制和电压控制，其中功率控制主要通过调节发电机励磁，控制发电机输出功率，从而控制电网频率；电压控制主要通过调节发电机励磁，控制发电机输出电压，从而控制电网电压。
现代控制方法主要包括柔性直流传输和降低风、光电发电的不确定性控制。
2.控制策略电力系统稳定性控制策略主要包括直接控制和间接控制。
直接控制和间接控制的区别主要在于控制信号是否来自系统输出的信息，其中直接控制的控制信号直接来自系统输出的信息，间接控制的控制信号需要经过一些处理才能产生。
在实际应用中，直接控制和间接控制可以结合使用，从而使控制系统更加稳定。
四、电力系统稳定性控制案例以2018年香港地铁停电为例，该事件是由于轨道供电系统失控导致的。
当时，轨道供电系统接通过程中电流波动导致电网频率失控，从而引起了电力系统故障。
为了保证电力系统的稳定运行，必须对电力系统进行稳定性分析和控制，在发现电力系统故障和异常情况时，要及时采取控制措施，确保电力系统稳定运行。
电力系统的稳定性分析与控制方法
电力系统的稳定性分析与控制方法电力系统的稳定性在现代社会中具有重要意义。
随着电力需求的不断增长和电力系统规模的不断扩大，保持电力系统的稳定运行成为一项紧迫而重要的任务。
本论文旨在研究电力系统的稳定性分析与控制方法，通过对电力系统的分析与研究，提出一种有效的控制方法来维持电力系统的稳定运行。
一、研究问题及背景电力系统的稳定性问题一直是电力工程领域的研究热点。
随着电力系统规模的扩大和负荷的增加，电力系统面临着越来越严峻的稳定性挑战。
因此，研究电力系统的稳定性分析与控制方法是非常必要和迫切的。
二、研究方案方法1. 电力系统的模型建立在研究中，首先需要建立电力系统的数学模型，包括节点电压相位和幅值、发电机转子角和转速等。
常用的建模方法有等值、潮流、动态和稳定等。
2. 稳定性分析方法基于建立的电力系统模型，可以使用不同的方法进行稳定性分析。
例如，采用状态空间法、频率法、能量法等方法来分析电力系统的稳定性特性。
3. 控制方法设计基于稳定性分析的结果，可以设计相应的控制方法来提高电力系统的稳定性。
例如，采用PID控制器、LQR控制器、神经网络控制等方法来对电力系统进行控制。
三、数据分析和结果呈现采用实际电力系统的数据进行仿真分析和实验验证。
通过对不同情况下电力系统的稳定性分析和控制方法的研究，得出相应的数据分析结果。
四、结论与讨论综合分析数据结果，总结控制方法的有效性和可行性。
并对电力系统的稳定性问题及控制方法进行讨论，提出相应的改进和优化方案。
通过以上研究方案和方法，可以对电力系统的稳定性进行深入的研究和分析。
在保证电力系统的可靠供电的同时，提高电力系统的稳定性成为可能。
本研究所提出的控制方法和方案具有一定的创新性和实用性，可以为电力系统的稳定运行提供有力支持。
综上所述，本论文以电力系统的稳定性分析与控制方法为主题，通过对电力系统的研究和分析，提出一种有效的控制方法来维持电力系统的稳定运行。
通过数据分析和实验验证，得出相应的结论和讨论，并提出改进方案和优化建议。
提高暂态稳定的措施
提高暂态稳定的措施引言暂态稳定是电力系统运行中的一个重要指标，它用来评估电力系统在扰动发生时的稳定性。
暂态稳定的提高对于确保电力系统的可靠运行至关重要。
本文将介绍一些提高暂态稳定性的措施。
1. 加强对电力系统的监测和保护监测系统的改进：利用先进的监测设备和技术，实时监测电力系统的运行状态。
通过实时数据采集和处理，可以更早地检测到系统中的异常情况，并及时采取措施，减少暂态稳定问题的发生。
过电流保护：安装合适的过电流保护装置，对系统中的电气设备进行保护。
过电流保护可以在系统中出现短路或故障时快速切断电流，避免损坏设备并防止暂态稳定问题的扩大。
差动保护：差动保护是一种常用的保护方式，它可以在系统中出现内部故障时进行快速切除，阻止故障进一步扩展。
差动保护的改进可以提高系统的暂态稳定性。
2. 优化电力系统的控制策略自动化调节控制：采用先进的自动化调节控制技术，对电力系统进行实时控制和优化。
自动化调节控制可以根据系统状态的变化，自动调整发电机的输出功率和电网的负荷分配，以提高系统的暂态稳定性。
电网频率控制：保持电网频率在合理范围内，能够提高系统的暂态稳定性。
通过合理的发电机调度和负荷控制，可以控制电网频率的波动，并减少暂态稳定问题的发生。
电力系统调度和运行策略：制定合理的电力系统调度和运行策略，综合考虑各种因素，如发电机运行状态、电网负荷、输电线路容量等。
通过合理的调度和运行策略，可以提高电力系统的暂态稳定性。
3. 加强电力系统设备的维护和更新设备维护：定期对电力系统设备进行维护和检修，保证设备的正常运行和可靠性。
设备维护包括检查电气设备的接线和连接器，清洁设备表面，检查设备的冷却和散热系统等。
设备维护的规范实施可以提高设备的寿命和运行可靠性，从而提高系统的暂态稳定性。
设备更新：随着科技的不断发展，电力系统设备的更新换代是提高暂态稳定性的重要措施之一。
新设备通常具有更好的性能和更高的可靠性，能够更好地适应电力系统的需求。
电力系统暂态稳定概率分析及控制的研究
天津大学博士学位论文电力系统暂态稳定概率分析及控制的研究姓名：***申请学位级别：博士专业：电力系统及其自动化指导教师：***20030901中文摘要电力系统暂态稳定性分析的主要目的是检查系统在大扰动下（如故障、切机、切负荷、重合闸操作等情况），各发电机组间能否保持同步运行，如果能保持同步运行，并且具有可以接受的电压和频率水平，则称此电力系统在这一大扰动情况下是暂态稳定的。
在电力系统规划、设计、运行等工作中都要进行大量的暂态稳定分析，因为系统一旦失去暂态稳定就可能造成大面积停电，给国民经济带来巨大损失。
通过暂态稳定分析还可以研究和考察各种稳定措施的效果以及稳定控制的性能，因此有很大的意义。
本文针对电力系统暂态稳定性分析，对电力系统故障扫描，灵敏度分析以及紧急控制方面作了一些工作：针对电力系统中的许多不确定性因素提出一种概率暂态稳定性分析的方法，取得了一定的创新性成果。
以暂态能量函数方法中ＢＣＵ方法为基础，提出了一种新的快速故障扫描方法。
在ＢＣＵ计算过程中一些关键点，如故障切除点、故障轨迹穿越稳定边界的逸出点、最小梯度点以及相关不稳定平衡点，提取关键信息进行分析，分别在这些关键点处设计了不同的过滤器，对预想事故集进行扫描，取得了快速可靠的故障扫描效果。
提出了一种基于轨迹灵敏度的系统能量裕度灵敏度的解析算法。
从能量裕度的数学表达式出发，利用能量裕度的全微分公式，将能量裕度的灵敏度计算转化为故障清除时刻以及相关不稳定平衡点处系统状态变量的灵敏度计算。
与以往灵敏度计算方法相比，由于考虑了发电机动态过程对轨迹灵敏度的影响，该方法所计算出的能量裕度对系统参数的灵敏度更为准确可信。
考虑电力系统发生故障时，故障位置、故障类型、故障切除时间以及负荷水平都具有随机性，提出了一种基于曲线拟合的暂态稳定概率评估方法。
把能量裕度与故障切除时间之间的关系用一条近似拟合曲线来描述，并根据故障切除时间的概率分布来计算能量裕度大于零的概率，即系统稳定的概率。
电力系统稳定性分析与电气控制技术的应用
电力系统稳定性分析与电气控制技术的应用
摘要：电力系统作为现代工业社会的基础设施之一，其稳定性对能源供应和社会经济发展具有重要意义。然而，受到各种因素的影响，电力系统在运行过程中可能会出现不稳定的情况，导致电网故障甚至系统崩溃。因此，对电力系统的稳定性进行分析，并采取相应的电气控制技术是至关重要的。基于此，本篇文章对电力系统稳定性分析与电气控制技术的应用进行研究，以供参考。
关键词：电力系统；稳定性分析；电气控制技术；应用分析 引言 现阶段，电力系统在面临各种内外部扰动时可能出现的稳定性问题。电气控制技术在提高电力系统稳定性方面的应用，包括功率控制技术、频率稳定控制技术等。电气控制技术，能够提高电力系统稳定性。基于此，本文旨在探讨电力系统稳定性分析与电气控制技术的应用，以期为提升电力系统运行稳定性提供理论支持和技术指导。
1电力系统稳定性分析 1.1电力系统稳定性的定义 电力系统稳定性是指电力系统在外部扰动或内部故障等异常情况下，能够保持正常运行并快速恢复到稳定状态的能力。在电力系统中，稳定性是指系统在受到外部扰动，如负荷突然变化、短路故障等情况下，能够保持电压、频率和功率等重要参数在合理范围内波动，最终恢复到新的稳定工作状态的能力。电力系统稳定性是电力系统安全可靠运行的重要保障，也是保证系统供电质量的关键因素。因此，电力系统的稳定性指标是用来评估系统在面对各种扰动和故障时的稳定性能力的指标。通过稳定性指标在电力系统规划、设计、运行和维护中起着重要的作用，能够帮助评估系统的稳定性能力，预测系统的稳定性状况，从而保障电力系统的安全稳定运行。
1.2电力系统稳定性分析方法 静态稳定性是指电力系统在面对小幅度扰动时，保持电压和频率在合理范围内的稳定性。静态稳定性分析主要关注系统在负荷变化或接入/脱离系统的电力设备时的稳定性问题。在静态稳定性分析中，主要考虑系统的潮流分布、节点电压、功率平衡等因素，通过分析系统的稳定极限，来评估系统是否能够在面对负荷变化等情况下保持稳定运行。静态稳定性分析的目的是为了确保系统在扰动后能够快速恢复到稳定状态，防止系统发生电压崩溃、频率失控等问题，从而保障电力系统的稳定运行和供电质量。动态稳定性是指电力系统在面对大幅度扰动或故障时，能够保持电压和频率在合理范围内的稳定性。动态稳定性分析主要关注系统在短路故障、大负荷突变等严重情况下的稳定性问题。在动态稳定性分析中，主要考虑系统的振荡特性、暂态稳定性和动态稳定性等因素，通过模拟系统在发生严重故障或扰动时的动态响应，来评估系统是否能够在这些情况下保持稳定运行。动态稳定性分析的目的是为了预防系统发生严重的振荡、不稳定甚至崩溃，保障电力系统的安全稳定运行，避免对系统造成损害并确保供电质量。动态稳定性分析对于电力系统的设计、运行和维护具有重要意义，是确保系统安全性和稳定性的关键手段。
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电力系统暂态稳定紧急控制现状与展望PresentStateandProspectofPowerSystemTransientStabilityEmergencyControl西安交通大学电气工程学院 吕志来 张保会 哈恒旭 (陕西西安710049
)
【摘要】 对近年来电力系统暂态稳定紧急控制作简要综述,指出所存在的问题,并结合当前技术和发展要求,展望电力系统暂态稳定紧急控制的发展方向,以及若干技术问题的改进方案。【关键词】 电力系统 暂态稳定 紧急控制Abstract Thispaperpresentsanoverviewofpowersys2temtransientstabilityemergencycontrolstudyinrecentyears,pointsoutsomeshortcomingsinrecentresearch,anddiscussessomedevelopmenttrendscombinedwithtechnologiesnewlydevelopedandimportantissuesneedtobefurtherstudiedfortheemergencycontrol.Keywords powersystem transientstability emer2gencycontrol0 引言随着电力工业的发展,电力系统的规模不断扩大,电网结构日益复杂,单机容量进一步提高。与此同时,由于受到环境和经济等因素的制约,区域间联网和远距离大容量输电系统的不断出现,系统运行更加接近极限状态,这使得电力系统暂态稳定问题日趋严重,电力系统一旦失去稳定,往往造成大范围、较长时间停电,在最严重的情况下,则可能使电力系统崩溃和瓦解。另外,由于电力市场的起动和实施,系统的运行方式和运行工况将出现一些新的变化,使电力系统暂态稳定问题变得更为复杂化。在这些情况下,研究和实施相应的暂态稳定紧急控制措施,不但可以提高系统运行的可靠性,而且可以因传输能力的提高而产生直接经济效益。另外,从经济和实用的角度来说,预防控制并不总是灵活和有效的,对于小概率的严重事故,采取紧急控制措施也许比预防控制更为合理。在某些情况下,如远方大容量机组失步,紧急控制甚至是防止系统失稳的唯一实用办法[1]。为此,本文综述电力系统暂态稳定紧急控制的现状,并展望其发展方向和需解决的技术问题。1 暂态稳定紧急控制现状及存在的问题电力系统同步稳定性破坏可以分为2大类,一类是某个发电厂与电力系统中的其它发电厂之间的同步稳定性丧失即简单不稳定模式;另一类是电力系统中多组发电机之间的同步稳定性丧失即复杂不稳定模式。针对电力系统的这种特点,若配备合适的暂态稳定紧急控制,并及时进行有效地投入,往往能以较小的代价取得系统的暂态稳定,避免局部故障造成大面积停电的事故。暂态稳定紧急控制措施包括很多方面,如切机、快速汽门控制、切负荷、制动电阻控制以及串联电容的强行补偿等,这些控制措施的制定和决策目前唯一实用的方法是:离线预决策,实时匹配。这种方案是将系统的网络结构和参数、系统运行方式以及预想事故按照某种方式进行组合,
离线计算出各种组合方式下维持暂态稳定所需的控制规律,从而形成1个控制策略表存放在稳定控制装置内,当检测到系统扰动而装置起动时,从其中选取与实际系统运行方式和扰动情况最接近的控制方案执行实施。如日本东北电力公司的BSPC系统,华北神头地区的区域性安全稳定控制系统,南京自动化研究所与东北电管局联合开发的辽西电网稳定控制系统,南京自动化研究所与福建省中心调度所联合研制的WLKΟ1型微机联切控制系统。这些控制策略表中的每1条控制规律都是通过大量离线仿真计算得到的。但是,暂态稳定问题具有较强的非线性,而这样得出的控制策略表不可能非常详细,因而难以适应多种运行方式及不同的故障类型和位置,并且需要较多的经验来综合控制表。文献[2]为了减少计算量,提出用暂态能量函数法计算切机控制规律的方法,每1条控制规律都是通过比较不同切机方式下的能量裕度而得出的,这实质上也是试凑法的一种。文献[3,4]针对东北电力系统铁岭电厂的实际情况研制了一套WAWΟ1型安全稳定紧急控制装置,该装置集静态稳定判断、暂态稳定预测和实时控制为一体,对可等值为单机无穷大母线的发电厂的局部稳定性控制能起到良好的作用。该装—84—
1999年第12期中 国 电 力第32卷置采用Eq恒定的发电机模型,能自动判别发电厂机组及电厂的运行方式及状态,自适应地对电厂与系统间静态稳定储备不足进行监测和报警,
能实时预测扰动后系统的暂态不稳定性,并实时计算为维持暂态稳定需要的切机控制量。另外,
对于中长期摇摆而造成的动态不稳定性,还采取了经过X′d补偿后的视在电阻检测的失步解列控制措施。但该装置若推广应用,还须继续改进原理和算法。文献[5,6]等提出了用前向神经网络决定多机系统暂态稳定切机、切负荷等控制规律的方法,
这种方法的基本思想是用神经网络的映射关系去逼近系统网络结构、运行方式和故障情况与控制规律间的函数关系。由于训练神经网络不需要太多的经验,且神经网络能够适应系统在多种运行方式及不同故障类型和位置的情况,因而在一定程度上克服了查阅策略表的缺点,但要使神经网络有较好的适应性和准确性,训练神经网络的样本集就必须全面细致地反映系统中可能发生的各种情况,因此需要有足够数量的样本。对于大规模的电力系统要想获取全面的样本是件很困难的工作。另外,薛禹胜院士提出的暂态稳定紧急控制新框架即在线准实时[1],是基于EEAC法和专家系
统,将预想事故作为使用决策表的唯一入口,每5
min刷新一次决策表,以跟踪实时状态下的故障前的运行工况,这种新框架的关键是需要一种快速的鲁棒性强的在线暂态稳定分析算法。世界上第1套用于多机系统的基于详细数学模型进行在线暂态稳定计算的稳定控制系统,已在日本CHUBU电力公司投入运行[7]。该系统首先用简化模型和减速功率指标按预想事故集对系统进行在线动态安全分析,筛选出不稳定的预想事故,然后用详细模型进行暂态稳定切机控制计算。其方法是对每一种可能使系统失稳的预想事故不断进行暂态稳定计算,每计算1次暂态稳定,切除1台失稳时刻加速能量最大的机组,直至计算到系统稳定为止,
便可得出该预想事故下的切机控制策略。这种方法是一种思路,但存在2个问题:(1)不稳定的预想事故可能漏选;(2)当不稳定的预想事故较多时,且需要切除较多的发电机组才能保证稳定时,
计算量将急剧增加,也许就难以满足在线计算的要求。
2 暂态稳定紧急控制发展趋势暂态稳定紧急控制作为电力系统暂态稳定的重要屏障[8],它的响应必须在检测到事故后200ms内
完成,目前还没有具有较强的鲁棒性的实时算法,可以同时考虑实时条件下的运行工况和实时识别故障。但随着现代GPS技术、通信技术、DSP技术、智能技术以及计算机网络技术的发展,至少可以从以下几方面对其进行改进:(1)从理论上解决如何将大系统分解成局部系统,以便通过控制局部系统保证全系统的稳定性。(2)研究利用实时状态量构成稳定性的实用判据[9]。(3)发展快速的预想事故筛选工具即根据一些敏感的状态量,提出一种综合模糊评判性能指标作为衡量事故的严重程度。(4)将数值积分与某种直接法相结合。在此基础上,发展在线准实时的区域暂态稳定控制系统是一个较好的方向。
3 暂态稳定紧急控制的技术改进311 暂态稳定紧急控制的预测与启动电力系统暂态稳定的快速预测对启动安全稳定紧急控制具有重要意义。目前的预测方案有:
(1)反映有功功率及其变化量的失步预测。这
类装置的优点是动作速度快,扰动发生后可迅速启动控制,但一般为逻辑判据,且用局部信号作出的稳定预测准确性低,容易造成过多的局部利益损失。(2)反映功角及其函数的失步预测。可以在简
单系统中使用,但是判据难于适应运行条件、故障条件的变化,适应性差,反映速度也慢。(3)反映频率及其变化率。一般用于电网的频
率控制,当电网解列成孤岛或频率异常后启动减负荷,不能直接用于避免同步不稳定控制。(4)用直接法预测暂态稳定性。使用它预测暂
态稳定性,原理上可以在故障的极限切除时刻发出暂态不稳定信号,但对于在静稳破坏和在调节器作用下经多次摇摆而失步的事故仍无能为力,且多数用于离线计算,实时控制速度难于满足要求。以上分析可以看出,多机电力系统复杂不稳定模式下暂态不稳定的紧急预测还不成熟,根据目前的技术和通信条件,利用系统正常运行下的信息,附加利用基于GPS的相量测量单元(PMU),实时测出电力系统的一些与稳定有关的敏感状态变量,形成矢量空间相量族,结合电力系统的具体特点,通过—94—
第32卷电力系统暂态稳定紧急控制现状与展望1999年第12期某种算法如决策树法和空间矢量法相结合来研究预测与启动的判据。312 预想事故的筛选和算法多机电力系统的紧急控制措施目前多数为断续控制且不可反复使用,其控制量的大小取决于以下2点:用于事故筛选的快速算法;严重故障暂态稳定分析的详细算法。无论是在线准实时还是离线预决策都将涉及到预想事故的选择,预想事故太多也是影响暂态稳定计算速度的一个重要原因。如能自动选择事故,减少进行暂态稳定分析的预想事故数目,这样也可提高整个暂态稳定性分析的计算速度。传统的事故选择方法是人工凭经验进行的,即根据潮流计算结果选择传送功率较大的线路,作为事故线路。这种方法的缺点是没有考虑到事故后电网结构的强弱,容易造成某些严重事故漏选。而且,在实际计算中由于系统运行方式很多,潮流计算结果复杂,对每一种运行方式都由人工进行事故选择是很困难甚至是不可能的。有文献提出根据故障切除时刻动能进行事故选择的方法,这在一定程度上减少了计算量,但还是存在严重缺陷,即只考虑了故障切除时刻系统状态,而未考虑到故障后系统结构的强弱,同样会造成严重事故的漏选。一般说来,事故的严重程度可由故障切除时刻系统状态和故障切除后系统结构来决定,如果某一事故发生后,故障切除时刻系统状态与故障切除后系统稳定平衡点之间的距离较大,或者故障切除后系统结构与故障前系统结构相比有较大的变化,则这一事故为严重事故。如何有效反映这一严重事故?可以通过发电机的转子变量如加速度、动能和角度等,因为在不同事故状态下,这些变量的不同分布将导致不同的稳定模式。依据人工智能和模糊数学的知识,将这些反映电力系统发生故障后严重程度的敏感变量的变化,用一种面向对象的模糊综合评判指标表示出来,然后按照此指标的大小进行事故选择,找出那些不稳的预想事故,减少进行预想事故数量的分析计算量,这是提高暂态稳定性分析计算速度的另一新途径。寻求这一方法的基本思路是不直接求解微分方程组,仅通过定义的性能指标的大小来进行事故选择。算法的选择最好是将直接法(PEBS方法)和预估Ο校正法相结合,充分发挥各自的长处,即直接法提供快速、稳定裕度和灵敏度信息,预估Ο校正法提供可靠性和准确性。313 区域稳定控制31311 暂态稳定紧急控制系统的分层与协调考虑到电力系统分布地域广,暂态过程发展较快,因此,要在较短时间内收集整个系统的状态信息,实现全网的集中控制,不仅技术上难以实现,而且扩展性和安全性也比较差,经济上也不可取。比较合理的方案是发展分层区域控制系统,即根据系统的结构和特点,将整个系统分成可能的若干区域子系统,各子系统按各自的结构特点,组成综合考虑稳定运行要求的区域暂态稳定控制装置,然后用中央控制装置收集和处理涉及全系统的综合性信息,