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失步解列总结



《基于双 DSP 技术故障解列装置的研究》 [D],娄宝磊,山东大学,2012 年 , 《一种电力系统失步解列面的实时搜索方法》 ,汪成根,张保会,郝治国等,[J],中国电机 工程学报,2010 年 3 月 《避免电网连锁解列的全局协调控制策略》 胥威汀, 刘俊勇, 李昊等, 电力自动化设备, [J], 2013,3 《电力系统暂态稳定在线决策算法的研究》藤林 《新型电力系统失步广域控制技术研发》 ,王英涛,汤涌,丁理杰等,[J],电网技术,2013 年7月 一、被动解列方案: 1、解列判据: 一方面,失步解列判据通常设有主判据,用于判断系统是否失步、辅助判据,用于选择性、 防误动闭锁措施以及装置间的有效配合。 另一方面,分为三类:间接反映功角失步解列判据、直接测量功角的失步解列判据(利用 GPS,基于 PMU)以及基于能量的失步解列判据(基于有功、无功、等面积定则、李亚普洛 夫直接法) 。 等面积定则判据多用于发电机失步保护中, 优点是能够准确地知道失步的时刻, 并具有失步 预测功能;且能自适应各种工况,无须进行繁琐的整定计算,关键在于功角的获得。

2、解列的关键问题: (1)解列地点: 1)解列后的两侧系统能够各自保持同步运行; 2)解列后的两侧系统的供需基本平衡。 (2)解列时机(解列前提判断) :系统是否到了非解列不可的地步 在我国《电力系统安全稳定导则》中规定“在满足规定条件的前提下,可以不解列,允许系 统作短时间的非同步运行” ,因此有文章提出 当系统不允许(包括短时间也不允许)异步运行,或者失步后不可能恢复在同步时,应失步 无延迟解列(快速解列) ,在失步的第一周期里进行。 延迟解列两种情况。 (3)解列动作时序:包括解列时刻的选择以及解列顺序的控制。解列过程中,断开的每一 条线路, 对电力系统以及孤岛的冲击都是不一样的, 而对如何减小或减轻对系统冲击影响的 研究,目前还处于空白阶段。 (4)失步解列装置配合方法: 3、传统失步解列控制方案采用本地量作为判断依据,有点在于动作快速、准确,当遭遇到 的系统故障恰好处于考虑故障集之内时,可以取得良好的效果。 缺点: (1) 判据不够完善; 难以适应复杂多变的系统; 固定的解列断面难以适应失步模式的变化; 大多针对两机系统。 (2)判据研究发展趋势:基于本地量解列新算法、利用 GPS、PMU 的自适应新算法以及利 用人工智能新算法的研究。

二、主动解列方案 1、主动解列是解列控制研究的新方向,是一种有效地避免电力系统在紧急状态下发生被动 解列,防止系统全面崩溃的有效措施。主动解列由调度中心高级决策系统,分布全网的解列 装置以及高速可靠的通讯网络组成, 在满足一定目标的前提下, 在系统失步之前主动地将系 统解列成两个或两个以上的孤岛的控制策略。 自适应解列: 2、理论与技术:主动解列控制是一个及其复杂的理论体系,不仅包含图论和 OBBD 等数学 理论、工具的应用,同时还涵盖了新颖的“搜索+校验”以及慢同调理论等求解方法。 图论 OBBD “搜索+校验”求解思路:避免求解方案中最优解转而去求可行解,先搜索整个策略空间, 得出最可能的策略构成策略子空间, 然后载对子空间中的策略逐个校验, 是否满足约束条件, 最终得到可行解集。 网路化简算法:对原电网进行合理有效的处理,一边缩小和减小搜索策略空间、时间,提高 求解的速度。 慢同调理论应用 3、主动解列的几个方面 (1) 系统失步模式的实时快速识别: 慢同调法、 流形变换法、 在线预测实时匹配、 通过 PMU 直接得到分群信息。 (对于失步振荡来说,分群是否通过直接用功角曲线判断就可以了?) 同调机群的识别:采用 prony 等现代数字信号处理技术快速完成各个发电机(节点电压)振 荡模式计算;基于聚类分析技术对全网振荡模式进行聚类;人工智能的方法。 (2)合适解列断面的快速搜索:基于调度分区、OBDD、 基于扰动后的发电机同调识别结果, 进行功率平衡等约束下的割集搜索, 创新点在于对解空 间的缩减,Krylov 映射、基于图论的化简、基于电气距离的网络划分; 受扰前对电网进行预分区, 需要解列时按照发电机同调情况选择把某些预分区与剩余部分解 开。 (3)解列装置执行解列操作命令: 由于多个装置间存在电气位置上的差异,识别到系统振荡中心或动作判据的时刻不同, 产生了时间尺度上的连锁跳闸现象。 (这样无序跳闸对系统造成的连续冲击会带来跟多的不 确定性影响) 当前尚没有任何一种分析方法可以保证,解列策略的某个时序在暂态上是稳定的,而相 关文献一般都假设解列装置收到动作指令后世同时动作的。 (4)解列后各孤岛内的电压和频率控制 4、不足之处 系统解列后,孤岛的稳定性研究不够充分; 在线生成的方案对快速性、正确性要求过高且决策空间太大; 主导解列的开关时序问题。

三、EEAC 1、 EEAC 的基本思想: 电力系统受到扰动后, 发电机会分为两群, 用各自的局部惯量中心 (PCOI) 等效为两机, 再进一步等值为单机无穷大系统 (OMIB) 在利用等面积准则进行判断和决策。 , 优点是能够进行定量分析,可以求得稳定裕度等。 2、EEAC 的发展: 静态 EEAC(SEEAC) (假设发电机群内完全同调,只进行一次聚合) 动态 EEAC(DEEAC) (在故障和故障后将参数进行多次刷新) IEEAC(与数值积分结合起来) 三者的区别在于从多机系统到 OMIB 系统的映射次数不同,其映射方法相同,所以精度和 可靠性也有差别。 3、EEAC 基本理论: 互补群群际能量壁垒准则(CCEBC)

扩展等面积准则:是 CCEBC 理论在电力系统中的具体体现。 多机电力系统的互补群惯量中心——相对运动(CCCOI-RM)变换

4、EEAC 的应用: FASTEST 是 EEAC 框架的一个具体实施。 电力系统的暂态稳定分析主要有时域数值仿真法(主要是逐步积分法 SBS)和直接法。 直接法:暂态能量法、等面积法可以和时域仿真很好的结合起来。 《大区互联电网失步解列研究》 基于阻抗轨迹的解列判据 SBJ-1A 型为例(国网南京自动化研究院研制) ,其判别元件为采用新型阻抗循序判别方式的 失步继电器。 在阻抗平面上依据阻抗角分为 6 个阻抗圆区域, 当系统失步振荡时根据测量阻 抗变化的特点(加速还是减速) ,识别其轨迹是否依次通过 6 个区域(正向或反向) ,据此判 断是否失步。


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