专利名称：一种基于就地有功无功变化量判断失步解列的设计方法
技术领域：
本发明涉及一种电力领域自动控制方法，尤其是涉及一种基于就地有功无 功变化量判断失步解列的设计方法。
背景技术：
随着特高压电网的建^t，各区域电网之间的联系大大加强，稳定特性更加 复杂，迫切需要深入研究极端紧急情况下的电网解列控制技术，现有的各种广 泛应用的失步解列原理在判断线路失步振荡时，至少需要一个振荡周期的判断 时间，这一方面还不能完全满足电网稳定控制的需要。
传统的失步解列装置通常以低电压或阻抗确定解列范围，在解列范围内发
生失步振荡，N ( >1)个振荡周期以后解列。但实际上振荡一周至少经过2次 低电压过程，特别是振荡中心附近，电压很低，接近于零，将导致电机负荷低 压释放，或者由于低压減载动作，甩掉部分负荷，如在发电厂附近，还可能导 致辅机失压脱扣，造成发电机跳闸。如果能在系统即将失步而尚未失步的临界 时刻，在适当的地方将系统解列，可以减少负荷的损失和系统连锁反映的风险。 如果设计出一种与传统的判据相比，可准确快速地在电网即将失步而尚未 完全失步的临界时刻，判断出失步振荡故障的新判据，将为解决现有大区互联 电网的失步解列控制问题提供一条有效的技术出路。
发明内容
1、 发明目的
本发明的目的是根据电力系统送电端相位角增大，对应原动机输入机械 功率增大，电气有功功率减少，对应电气制动功率减少的原理。通过跟踪;险测 本线路有功、无功变化情况，在送电端相位角大于45°以后，如果判断出有功功 率随相位角增大而减少，则说明线路此时有功功率已经超越了有功功率输送极 限，电气制动功率不足，机组将进一步加速，导致失步发生。据此方法可准确 快速的判断出系统临界失步情况，提高动作的快速性。
2、 技术方案
为了实现上述目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的。该技术方案 包括下列步骤
(1) 安装在线路单侧的失步解列装置，使用其中的模拟量测量模块实 时测量计算得到线路流过的有功功率P和无功功率Q;
(2) 利用P和Q的绝对值计算得到相位角6=atan (IQI/IPI);
(3) 当相位角6从小于45。变为大于45。时，判断有功功率的绝对值IPI 的变化趋势；
(4 ) 如果有功功率的绝对值IPI在快速减少，并且此时电流比较大，且 相位角6在变大，判断为临界失步，并记录失步振荡周期次数 N=N+lj
(5 ) 才艮据N〉=Ns (事先"i殳定的允许振荡周期次数)判断装置是否应该动 作，如果Ns-l，则为临界失步，执行动作。
本发明中，披露了一种电力系统失步解列判据设计方法。该方法基于能量 守恒原理，在系统机械加速功率超过电气制动功率时刻，如果电气制动功率在
继续减少，相位角在继续增加，将导致机组将进一步加速，失步发生，因此该 时刻就是系统临界失步时刻。该方法的流程参见图1。本方法中涉及的有功功率
p,无功功率q,及相位角e均是成熟算法，不在此描述。
3、有益效果
基于就地有功无功变化量原理判断失步解列设计方法的推广应用，将实现 就地的、安全可靠、动作快速的电力系统临界失步解列控制，避免突 发事件引起的电网稳定破坏和大面积停电事故。
(1) 采用了基于就地有功无功变化量原理判断失步解列方法设计的电力 系统失步解列控制装置，可有效解决常^见失步解列装置判断时间长， 必须至少需要一个振荡周期的问题。
(2) 采用了基于就地有功无功变化量原理判断失步解列方法设计的电力 系统失步解列控制装置，也可判断出振荡周期次数，可适应电网系统 的多种需求；
(3) 采用了基于就地有功无功变化量原理判断失步解列方法设计的电力 系统失步解列控制装置，所需要用到的都是就地电气量，如有功功率， 无功功率，相位角等，计算技术比较成熟，不会给本判据本身带来不 可靠因素。
图l是本发明的流程图
具体实施例方式
下面是本发明的 一个优选实施例，包括了采用本发明的方法实现的电力系 统失步解列装置的判据说明。本发明的其它特4正、目的和优点也可以从实施例
的说明和附图2中看出。
如附图2所示，失步解列装置A安装在线路的一端。
(1) 失步解列装置A采样计算线路流动的有功功率P,和无功功率Qa,并利 用PA和(h的绝对值计算得到相位角6A =atan (|QA |/|PA |)。
(2) 当相位角6a从小于45°变为大于45°时，判断有功功率的绝对值IPJ的 变化趋势。
(3) 如果有功功率的绝对值IPA l在减少，并且-d|PA l/dt>K|Praax| (其中IP隨I 为线路中曾经输送的最大有功)，表明系统失步不可避免，处于临界失 步时刻。
(4) 根据6*经过45°的次数，可计算出失步振荡周期次数。 从以上可以看出，本判据通过就地电气量的运算，利用能量守恒原理，可
在系统发生失步的临界时刻，准确快速的判断出来，有效解决了传统失步解列 判据动作时间相对较慢的问题。
本发明按照优选实施例进行了说明，应当理解，但上述实施例不以4壬何形 式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在 本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种基于就地有功无功变化量判断失步解列的设计方法，其特征在于，包括以下步骤(1)安装在线路单侧的失步解列装置，使用其中的模拟量测量模块实时测量计算得到线路流过的有功功率P和无功功率Q；(2)利用P和Q的绝对值计算得到相位角θ＝atan(|Q|/|P|)；(3)当相位角θ从小于45°变为大于45°时，判断有功功率的绝对值|P|的变化趋势；(4)如果有功功率的绝对值|P|在快速减少，并且此时电流比较大，且相位角θ在变大，判断为临界失步，并记录失步振荡周期次数N＝N+1；(5)根据N＞＝Ns(事先设定的允许振荡周期次数)判断装置是否应该动作，如果Ns＝1，则为临界失步，执行动作。
全文摘要
本发明公开一种基于就地有功无功变化量判断失步解列的设计方法。本发明方法基于能量守恒原理，在系统机械加速功率超过电气制动功率时刻，如果电气制动功率在继续减少，相位角在继续增加，将导致机组将进一步加速，失步发生，因此该时刻就是系统临界失步时刻。本发明方法可以实现就地的、安全可靠、动作快速的电力系统临界失步解列控制，避免突发事件引起的电网稳定破坏和大面积停电事故。
文档编号G01R29/00GK101345409SQ20081002193
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者刘福锁, 庞晓燕, 张晓明, 张长银, 徐泰山, 方勇杰, 李德胜, 杨卫东, 梁汉泉, 伟 王, 薛禹胜, 邵俊松 申请人:国网电力科学研究院;南京南瑞集团公司