基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法及系统，包括：利用判别速度较快，但对数据质量和等值准确性要求较高的两种轨迹判据作为预警环节，并使用另外四种判别速度相近，但对数据质量要求不高且相对可靠的判据作为最终的稳定性判别环节。使用预警加判别的逻辑结合选取的六种轨迹判据，预警环节确保尽快对系统暂态稳定性可能发生的变化进行响应，为后续解列操作获取时间；判别环节的四种判据保证系统在极端场景下仍能准确且可靠的做出系统稳定性判别。本发明专利技术在时间顺序上寻找轨迹间的先后关系，利用其各自的优点互补，形成一种可靠性更高的暂态稳定性判别方法。

【技术实现步骤摘要】
基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法及系统
本专利技术涉及电力系统故障判别
，具体设计一种基于广域相量测量系统(WAMS)实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法。
技术介绍
目前解列装置定值配置是根据电网的需要并经分析确定的。总结近些年来发生的大停电事故，网间联络线有电气联系紧密趋向，失步解列控制组成的第三道防线仍然不够牢固。随着电网规模的扩大，逐步形成网格状电网，正常运行时不存在明显的薄弱断面，解列断面将随故障模式的变化而随机产生。并且实际系统中运行方式的多变导致可能发生的失稳模式是难以预测的，系统事故发生的地点、方式不同，更增加了解列断面的不确定性。如果每条线路上都安装解列装置，在动作时会引起负荷直接从系统中断开而失去供电，并且针对特定失步模式的解列装置对其他故障模式不一定有效，从而使得解列断面的选择难以适应失步模式的变化，这将会给系统的安全稳定带来巨大冲击。因此不管是电网发展的当前还是未来状态，研究自适应主动解列技术都是非常迫切的。电力系统受扰后，发电机的运动轨迹含有丰富的系统动态特征信息，随着广域量测系统的广泛采用，基于轨迹的分析方法日益引起关注。广域量测信息具有全局性和实时性的特点，也就决定了其信息量是十分巨大的，从海量的量测数据中选取何种量测信息来反映系统暂态稳定特性，是利用广域量测信息是进行快速暂态稳定判断的前提。在基于多信息源的电力系统动态特征提取的理论研究基础上，发展基于系统动态响应的失步预测判据研究，首先需对海量数据的有效信息进行提取，以往研究中受限于实时量测数据对稳定实时判据可能产生的负面影响：一方面实时量测数据种类繁多、数据量庞大、时间尺度不一致，并且各类数据并非全部具备精确的时标，因此在应用中带来了不确定的时延问题；另一方面海量的量测数据并不能完全满足主导特征识别的需求，数据的采集收到传感器、通信等各类软硬件设施的限制，与理论分析对系统全部运行信息的掌握不同。另外，基于多信息源的电网失步特征识别是主动解列研究的基础，根据同调机群将系统划分为简单的二机模式进行分析是不全面的，更需要考虑系统受扰后运动轨迹呈多群时的情况，以及系统结构变化后同调机群的分群变化等。基于轨迹的暂稳判别方法是近年来得到快速发展的一类暂态稳定性分析方法，但是关于轨迹的研究大多是在单一轨迹的基础上进行，而多源轨迹信息间如何配合较少被提起。在常用的几种轨迹判据中，需要对发电机进行等值的EEAC法、等值相轨迹法以及最大等值功角差等方法在非标准二机的失稳模式下会出现准确性问题，而且这些方法需要对全部发电机的电气量进行实时监测，当出现如通信故障或延迟等特殊情况下失去某台发电机的实时信息后，以上判据可能有失效的风险。而基于非发电机节点电气量的失步判据对于信息数量和质量的要求相对较少，具有比较高的可靠性，但由于基于这些电气量的判据多以设定阈值的方式出现，造成该类判据具有一定的保守性，判别时间不够快速。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提出了一种基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法，在电力系统失稳后，对应不同的电气量坐标寻找系统失稳的轨迹特征。根据不同的失稳轨迹特征构造相应的暂态稳定判据。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：在一个或多个实施例中，提出一种基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法，包括：同步采集系统中发电机功角和转速信息，输电线路电压相量及频率；根据各发电机功角信息划分超前和落后机群，并根据各自的转动惯量对发电机参数进行保稳变换，获取等值双机的角速度、功角和功率信息；根据获取的等值后的参数分别做出当前系统的ω-δ轨迹、P-δ轨迹、V-t轨迹、△δ-t轨迹、△θ-t轨迹以及△f-t轨迹；分别判断是否出现ω-δ轨迹失稳特征和P-δ轨迹失稳特征，两个失稳特征中出现任意一个，则触发失稳预警；失稳预警发出后，根据当前系统的失稳情况制定相应的解列策略，并激活相应的解列装置；分别判断是否出现V-t轨迹失稳特征、△δ-t轨迹失稳特征、△θ-t轨迹失稳特征以及△f-t轨迹失稳特征；如果上述失稳特征中出现了至少两个，则判断系统失稳，相应的解列装置动作。进一步地，通过各发电机节点安装的同步相量测量装置进行数据采集，由广域相量测量系统对实时量测的数据进行处理并获取相应的参数值。进一步地，根据发电机各自的转动惯量对获取的参数进行保稳变换，获取等值后超前机群和落后机群的角速度、功角和转动惯量，具体为：多机系统中，计算相邻2台机组的预测功角之差，选出最大的功角间隙作为分割线，超前于间隙的机群作为超前机群S，落后于间隙的机群作为落后机群A；根据每一个发电机功角、角速度和转动惯量参数对超前机群S和落后机群A的功角、角速度和转动惯量分别进行等值。进一步地，分别判断是否出现ω-δ轨迹失稳特征和P-δ轨迹失稳特征，具体为：确定ω-δ轨迹中是否出现凹凸性变化的拐点，如果是，判断出现ω-δ轨迹失稳特征；确定P-δ轨迹中是否出现动态鞍点，如果是，判断出现ω-δ轨迹失稳特征。进一步地，失稳预警发出后，根据当前系统的失稳情况制定相应的解列策略，具体为：确定当前系统中发电机分群数以及各发电机所属的机群；确定当前系统失稳状态下可行的解列断面和解列时刻，激活对应的解列装置。进一步地，分别判断是否出现V-t轨迹失稳特征、△δ-t轨迹失稳特征、△θ-t轨迹失稳特征以及△f-t轨迹失稳特征；具体为：确定V-t轨迹中是否出现节点电压V轨迹复合积分值超过设定阈值，如果是，判断出现V-t轨迹失稳特征；确定△δ-t轨迹中是否出现等值功角轨迹△δ越过π，如果是，判断出现△δ-t轨迹失稳特征；确定△θ-t轨迹中是否出现相邻节点电压相角差△θ轨迹越过π，如果是，判断出现△θ-t轨迹失稳特征；确定△f-t轨迹中是否出现相邻节点频率f轨迹差值过大且反向变化，如果是，判断出现△f-t轨迹失稳特征。进一步地，触发系统失稳预警和做出系统失稳判断是两个相对独立的运行过程，当依赖等值发电机参数的判据失效的情况下，系统仍能够从电网侧的实时信息中识别出系统的失稳状态，做出失稳判断。在一个或多个实施例中，提出一种基于相平面轨迹的电力系统暂态稳定性综合判别系统，包括服务器，所述服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：同步采集系统中发电机功角和转速信息，输电线路电压相量及频率；根据各发电机功角信息划分超前和落后机群，并根据各自的转动惯量对发电机参数进行保稳变换，获取等值双机的角速度、功角和功率信息；根据获取的等值后的参数分别做出当前系统的ω-δ轨迹、P-δ轨迹、V-t轨迹、△δ-t轨迹、△θ-t轨迹以及△f-t轨迹；分别判断是否出现ω-δ轨迹失稳特征和P-δ轨迹失稳特征，两个失稳特征中出现任意一个，则触发失稳预警；失稳预警发出后，根据当前系统的失稳情况制定相应的解列策略，并激活相应的解列装置；分别判断是否出现V-t轨迹失稳特征、△δ-t轨迹失稳特征、△θ-t轨迹失稳特征以及△f-t轨迹失稳特征；如果上述失稳特征中出现了至少两个，则判断系统失稳，相应的解列装置动作。在一个或多个实施例中，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行以下步骤：同步采集系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法，其特征在于，包括：同步采集系统中发电机功角和转速信息，输电线路电压相量及频率；根据各发电机功角信息划分超前和落后机群，并根据各自的转动惯量对获取的发电机参数进行保稳变换，获取等值后超前机群和落后机群的双机的角速度、功角和转动惯量功率信息；根据获取的等值后的参数分别做出当前系统的ω‑δ轨迹、P‑δ轨迹、V‑t轨迹、△δ‑t轨迹、△θ‑t轨迹以及△f‑t轨迹；分别判断是否出现ω‑δ轨迹失稳特征和P‑δ轨迹失稳特征，两个失稳特征中出现任意一个，则触发失稳预警；失稳预警发出后，根据当前系统的失稳情况制定相应的解列策略，并激活相应的解列装置；分别判断是否出现V‑t轨迹失稳特征、△δ‑t轨迹失稳特征、△θ‑t轨迹失稳特征以及△f‑t轨迹失稳特征；如果上述失稳特征中出现了至少两个，则判断系统失稳，相应的解列装置动作。

【技术特征摘要】
1.基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法，其特征在于，包括：同步采集系统中发电机功角和转速信息，输电线路电压相量及频率；根据各发电机功角信息划分超前和落后机群，并根据各自的转动惯量对获取的发电机参数进行保稳变换，获取等值后超前机群和落后机群的双机的角速度、功角和转动惯量功率信息；根据获取的等值后的参数分别做出当前系统的ω-δ轨迹、P-δ轨迹、V-t轨迹、△δ-t轨迹、△θ-t轨迹以及△f-t轨迹；分别判断是否出现ω-δ轨迹失稳特征和P-δ轨迹失稳特征，两个失稳特征中出现任意一个，则触发失稳预警；失稳预警发出后，根据当前系统的失稳情况制定相应的解列策略，并激活相应的解列装置；分别判断是否出现V-t轨迹失稳特征、△δ-t轨迹失稳特征、△θ-t轨迹失稳特征以及△f-t轨迹失稳特征；如果上述失稳特征中出现了至少两个，则判断系统失稳，相应的解列装置动作。2.如权利要求1所述的基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法，其特征在于，通过各发电机节点安装的同步相量测量装置进行数据采集，由广域相量测量系统对实时量测的数据进行处理并获取相应的参数值。3.如权利要求1所述的基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法，其特征在于，根据发电机各自的转动惯量对获取的参数进行保稳变换，获取等值后超前机群和落后机群的角速度、功角和转动惯量，具体为：多机系统中，计算相邻2台机组的预测功角之差，选出最大的功角间隙作为分割线，超前于间隙的机群作为超前机群S，落后于间隙的机群作为落后机群A；根据每一个发电机功角、角速度和转动惯量参数对超前机群S和落后机群A的功角、角速度和转动惯量分别进行等值。4.如权利要求1所述的基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法，其特征在于，分别判断是否出现ω-δ轨迹失稳特征和P-δ轨迹失稳特征，具体为：确定ω-δ轨迹中是否出现凹凸性变化的拐点，如果是，判断出现ω-δ轨迹失稳特征；确定P-δ轨迹中是否出现动态鞍点，如果是，判断出现ω-δ轨迹失稳特征。5.如权利要求1所述的基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法，其特征在于，失稳预警发出后，根据当前系统的失稳情况制定相应的解列策略，具体为：确定当前系统中发电机分群数以及各发电机所属的机群；确定当前系统失稳状态下可行的解列断面和解列时刻，激活对应的解列装置。6.如权利要求1所述的基于WAMS实测轨迹的电力系统暂态稳定综合判别方法，其特征在于，分别判断是否出现V-t轨迹失稳特征、△δ-t轨迹失稳特征、△θ-t轨迹失稳特征以及△f-t轨迹失稳特征；具体为：确定V-t轨迹中是否出现节点电压V轨迹复合积分值超过设定阈值，如果是，判...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁磊，李学聪，张凯，张彧，赵恭祥，
申请(专利权)人：山东大学，中国电力科学研究院有限公司，国网黑龙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37