宮 璇，劉滌塵，董 超，廖清芬，王 波，洪 敏

（武漢大學(xué) 電氣工程學(xué)院，湖北 武漢 430072）

0 引言

低頻振蕩問題是電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究的主要問題之一［1-3］。我國已建成特高壓同步電網(wǎng)，電網(wǎng)運(yùn)行方式和運(yùn)行特性復(fù)雜多變，電網(wǎng)的穩(wěn)定性將不可避免地下降。電網(wǎng)的一些薄弱環(huán)節(jié)在多重?cái)_動(dòng)作用下將會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)低頻振蕩問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)波及全網(wǎng)［4］。綜合多個(gè)預(yù)警指標(biāo)判斷電網(wǎng)在多重?cái)_動(dòng)下是否會(huì)發(fā)生低頻振蕩，及時(shí)給出預(yù)警，為電力系統(tǒng)運(yùn)行決策人員提供抑制低頻振蕩的技術(shù)支持，對(duì)進(jìn)一步促進(jìn)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化具有重要意義。

G.C.Ejebe等提出了一種動(dòng)態(tài)安全評(píng)估系統(tǒng)，可以通過監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的狀況，確定系統(tǒng)的運(yùn)行限度，并最終定量計(jì)算每次事故時(shí)系統(tǒng)的安全或不安全程度［5］。C.W.Taylor提出了一種基于BPA的在線安全評(píng)估和廣域控制方案，在考慮傳輸線的熱穩(wěn)定極限、電壓和功角穩(wěn)定問題的前提下，直接監(jiān)測(cè)現(xiàn)有工作點(diǎn)的安全情況，并對(duì)事故進(jìn)行電腦仿真［6］。華北電力大學(xué)開展了低頻振蕩在線預(yù)警系統(tǒng)的研究工作，由于需要和MATLAB接口，該預(yù)警系統(tǒng)尚處于研究階段［7］。云南電力調(diào)度中心與國網(wǎng)電力科學(xué)研究院合作研究的“云南電網(wǎng)低頻振蕩安全預(yù)警及輔助決策系統(tǒng)”，充分利用已建成并穩(wěn)定運(yùn)行的云南電網(wǎng)廣域量測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)低頻振蕩的發(fā)生，識(shí)別振蕩模式，并向調(diào)度員發(fā)出告警信號(hào)［8］。以上預(yù)警系統(tǒng)對(duì)低頻振蕩的預(yù)警指標(biāo)依賴于對(duì)功角曲線的Prony分析，且僅依靠阻尼比這個(gè)單一指標(biāo)，不能綜合評(píng)價(jià)多重?cái)_動(dòng)的影響。因此，考慮建立其他類型的低頻振蕩新型預(yù)警指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)指標(biāo)互相輔助、互相驗(yàn)證，對(duì)電力系統(tǒng)低頻振蕩進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的預(yù)警。

能量函數(shù)方法是一種能快速分析系統(tǒng)在預(yù)想事故下的暫態(tài)穩(wěn)定度，并進(jìn)行預(yù)想事故嚴(yán)重性排隊(duì)及作出告警的動(dòng)態(tài)安全分析方法［9］。用系統(tǒng)的狀態(tài)變量表示的能量函數(shù)描述了系統(tǒng)在故障時(shí)階段及故障后階段不同時(shí)刻系統(tǒng)的能量。這種能量是由故障激發(fā)，并在故障階段形成［10］。能量函數(shù)法不是從時(shí)域角度去看穩(wěn)定問題，而是從系統(tǒng)能量角度去看穩(wěn)定問題，故可快速作穩(wěn)定判斷，而不必計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)軌跡，即不必逐步積分計(jì)算。隨著研究的深入，能量函數(shù)方法已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化的階段。

本文將對(duì)傳統(tǒng)的能量函數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化，提出基于觀測(cè)斷面潮流的能量函數(shù)穩(wěn)定裕度增量指標(biāo)，快速、有效地對(duì)電力系統(tǒng)重要輸電線路進(jìn)行低頻振蕩預(yù)警。

1 傳統(tǒng)能量函數(shù)

電力系統(tǒng)能量函數(shù)理論認(rèn)為：電力系統(tǒng)作為一個(gè)物理系統(tǒng)，存在一個(gè)能量函數(shù)，該函數(shù)量化了系統(tǒng)所包含能量的相對(duì)大小，能夠描述系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，能量越高，穩(wěn)定性越差。對(duì)于多機(jī)系統(tǒng)的能量函數(shù)，依據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的描述形式不同，有多種表述方式。其中，最經(jīng)典的是基于慣性中心（COI）的描述形式［11］：

a項(xiàng)稱為動(dòng)能（Vke），其僅是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)；b、c、d 項(xiàng)之和稱為勢(shì)能（Vpe），僅是發(fā)電機(jī)功角的函數(shù)。本文所述功角都是針對(duì)發(fā)電機(jī)暫態(tài)電勢(shì)而言的，即以發(fā)電機(jī)的內(nèi)縮暫態(tài)電勢(shì)為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析。

傳統(tǒng)的能量函數(shù)分析理論都是基于整個(gè)系統(tǒng)的觀測(cè)量來分析的，是將系統(tǒng)進(jìn)行分散考慮而得到的，其物理背景和工程背景都是清晰的，但該分析結(jié)果在實(shí)際應(yīng)用中受到了太多制約因素的限制，導(dǎo)致到目前為止，能量函數(shù)理論在實(shí)際大電網(wǎng)中的應(yīng)用仍停留在理論分析的階段。

2 基于觀測(cè)斷面的能量函數(shù)簡(jiǎn)化

2.1 斷面潮流分析模型

對(duì)于互聯(lián)電網(wǎng)的分析，可以采用分解成部分后逐個(gè)分析的思想，將分析的對(duì)象設(shè)定為分散的母線和其間的線路。每次的觀測(cè)對(duì)象僅定為母線間的線路，即觀測(cè)斷面。當(dāng)選擇觀測(cè)斷面后，對(duì)全網(wǎng)的分析就便捷地轉(zhuǎn)化為對(duì)每個(gè)觀測(cè)斷面的分析，這樣就實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)的分散解耦分析。當(dāng)取母線1和母線2之間的聯(lián)絡(luò)線為觀測(cè)對(duì)象時(shí)，電網(wǎng)可以簡(jiǎn)單地描述為如圖1所示的聯(lián)系圖。

圖1 觀測(cè)斷面上互聯(lián)電網(wǎng)的聯(lián)系圖Fig.1 Connection diagram of interconnected grid on observation section

母線1通過母線兩端的變壓器、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地形成回路。回路所包含的阻抗為母線1的自阻抗Z11=R11+jX11和母線1與母線2之間線路阻抗Z12=R12+jX12，也即轉(zhuǎn)移阻抗。以母線1和母線2為參考節(jié)點(diǎn)，兩母線之間的聯(lián)絡(luò)線為研究對(duì)象，若從二端口網(wǎng)絡(luò)的角度來分析問題，只要辨識(shí)出了系統(tǒng)的自阻抗和互阻抗，就能很好地描述網(wǎng)絡(luò)的特征。而互阻抗由線路參數(shù)唯一確定，故只需要辨識(shí)出首端母線的自阻抗參數(shù)即可。圖1所示斷面可以化簡(jiǎn)為如圖2所示的等效電路模型，這樣觀測(cè)斷面就可以用簡(jiǎn)單的電路模型來分析。

圖2 觀測(cè)斷面的等效電路模型Fig.2 Equivalent circuit model of observation section

式（2）給出了觀測(cè)斷面上功率傳輸?shù)谋磉_(dá)式，該表達(dá)式即是通常意義下的功角曲線。只是這里的功率不再是發(fā)電機(jī)的輸出功率，而是線路首端向末端傳輸?shù)墓β省?/p>

對(duì)于式（2），母線 1 電壓 U1=U1∠δ1，母線 2 電壓U2=U2∠δ2，式中 δ12=δ1-δ2。 由仿真得到的 Pe結(jié)合式（2）可以得到的實(shí)時(shí)值，由仿真數(shù)據(jù)Qe結(jié)合式（2）可以得到的實(shí)時(shí)值。自阻抗的實(shí)時(shí)幅值為，實(shí)時(shí)相角為α11=arctan（p/q）。因?yàn)槭锥四妇€的自阻抗參數(shù)α11與線路的物理和電氣特性有關(guān)，因此應(yīng)為基本不變的常量。通過仿真辨識(shí)首端母線的自阻抗信息p的變化情況，發(fā)現(xiàn)其隨時(shí)間變化非常小，可以取它們的平均值作為辨識(shí)結(jié)果。

這是一種基于實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)和物理模型倒推的方法，該方法能夠?qū)崟r(shí)地確定首端自阻抗的值，不受負(fù)荷模型類型影響。同時(shí)，該模型實(shí)際上是將系統(tǒng)在聯(lián)絡(luò)線母線電壓處進(jìn)行等效得到的，是COI模型的推廣。

2.2 基于斷面潮流分析模型的能量函數(shù)

能量函數(shù)分析方法在實(shí)際應(yīng)用中將遇到一個(gè)難題：如何求得系統(tǒng)的COI，該問題對(duì)于小系統(tǒng)而言比較容易，尤其對(duì)于單機(jī)無窮大系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。但當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模擴(kuò)大后，發(fā)電機(jī)的數(shù)量急劇增加，導(dǎo)致COI的求取十分復(fù)雜。

當(dāng)發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗和負(fù)荷阻抗包括在節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中時(shí)，有：

其中，YR為發(fā)電機(jī)內(nèi)節(jié)點(diǎn)消去后的所有節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化導(dǎo)納矩陣；EG為發(fā)電機(jī)內(nèi)電動(dòng)勢(shì)源相量；IG為發(fā)電機(jī)電流相量。

令第i臺(tái)發(fā)電機(jī)的內(nèi)電動(dòng)勢(shì)用相量符號(hào)表示為：Ei=Ei∠δi。 YR的第 i行、第 j列為 yij=Gij+jBij。 對(duì)于有n臺(tái)發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)，第i臺(tái)發(fā)電機(jī)的有功輸出為：

為了應(yīng)用能量函數(shù)方法，用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角描述系統(tǒng)的暫態(tài)行為是方便的，而轉(zhuǎn)子角是相對(duì)于所有發(fā)電機(jī)的COI的。COI的位置定義為：其中，HT為系統(tǒng)中所有n臺(tái)發(fā)電機(jī)的慣性系數(shù)的總和。COI的運(yùn)動(dòng)由下式?jīng)Q定：

由COI模型給出的能量函數(shù)表達(dá)式是基于發(fā)電機(jī)的內(nèi)縮節(jié)點(diǎn)電勢(shì)來描述的，這樣的描述形式需要知道發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電勢(shì)和每臺(tái)發(fā)電機(jī)的功角，及以發(fā)電機(jī)暫態(tài)電勢(shì)為節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)自阻抗和互阻抗，顯然當(dāng)系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)數(shù)量過大時(shí)，這樣的求取方法是得不到實(shí)際條件允許的。另外，以發(fā)電機(jī)內(nèi)縮電勢(shì)為節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)導(dǎo)納矩陣也不便于求取。

在深入理解能量函數(shù)的基礎(chǔ)上，可以聯(lián)系等效系統(tǒng)模型將能量函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。實(shí)際中，基于分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的本質(zhì)特征，可以等效為等值2機(jī)系統(tǒng)的有以下3種類型：

a.從大容量電力系統(tǒng)取用功率的功率不足系統(tǒng)；

b.通過強(qiáng)聯(lián)絡(luò)線相連的2個(gè)容量相近的系統(tǒng)；

c.通過弱聯(lián)絡(luò)線相連的2個(gè)容量相近的系統(tǒng)。

在暫態(tài)穩(wěn)定研究中為突出主要矛盾常采用某些假設(shè)以簡(jiǎn)化分析，如忽略網(wǎng)絡(luò)中的電磁暫態(tài)，即忽略突發(fā)故障后網(wǎng)絡(luò)中的非周期性分量電流，假定故障后的暫態(tài)過程中網(wǎng)絡(luò)的頻率接近額定頻率，以及當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，忽略發(fā)電機(jī)定子回路中的負(fù)序電流和零序電流，即只計(jì)及正序分量的電磁功率［10］。將實(shí)際系統(tǒng)按照上述標(biāo)準(zhǔn)等效為2機(jī)系統(tǒng)，基于母線電壓參考節(jié)點(diǎn)的等值2機(jī)系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 基于母線電壓參考節(jié)點(diǎn)的等效2機(jī)系統(tǒng)Fig.3 Equivalent two-machine system based on voltage reference bus

參考傳統(tǒng)的基于COI的能量函數(shù)分析方法，以聯(lián)絡(luò)線母線1為參考節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)1的等效狀態(tài)方程可以描述為：

同理，系統(tǒng)2的狀態(tài)方程可以描述為：

其中，P′m1、P′m2為母線1的等效注入功率，P′e1、P′e2為母線1和母線2間聯(lián)絡(luò)線上的傳輸功率。

式（6）、（7）給出了兩區(qū)域系統(tǒng)的等值狀態(tài)方程描述形式，需要說明的是，在穩(wěn)態(tài)時(shí)忽略線路功率損耗近似有P′m1=-P′m2=P′e1=-P′e2。將兩系統(tǒng)狀態(tài)變量相減可以得到新的系統(tǒng)，這實(shí)際上是2機(jī)系統(tǒng)向單機(jī)無窮大系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的過程。等效的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的狀態(tài)方程為：

其中，δ12為母線 1、2之間的相角差；ωr12為母線間角速度標(biāo)幺值差；P′m1為系統(tǒng)1的等效注入機(jī)械功率，在穩(wěn)態(tài)時(shí)，該值等于聯(lián)絡(luò)線上有功功率的傳輸值，在暫態(tài)情況下可以利用式（6）反演出來；P′e1為聯(lián)絡(luò)線上傳輸?shù)挠泄β剩撝悼衫孟到y(tǒng)等效的節(jié)點(diǎn)電勢(shì)來計(jì)算，在模型中，所選取的節(jié)點(diǎn)為母線電壓，P′e1即為母線電壓的函數(shù)。利用二端口網(wǎng)絡(luò)理論，流經(jīng)首端母線的電磁功率Pe1為：

那么，P′e1可表示為：

由復(fù)功率理論和電網(wǎng)絡(luò)分析中的節(jié)點(diǎn)注入電流方程，該功率傳輸表達(dá)式也可以簡(jiǎn)單地描述為：

那么，根據(jù)能量函數(shù)定義的4個(gè)組成部分，整個(gè)兩區(qū)域系統(tǒng)的能量函數(shù)可以完全利用聯(lián)絡(luò)線上潮流和母線電壓來唯一確定。

其中，ω12為線路首末端頻率差；P′m為線路傳輸?shù)挠泄β?；為穩(wěn)定平衡點(diǎn)（SEP）下的線路首末端電壓相角差，可以利用斷面潮流分析模型中的式（2）反演求得；U1為線路首端電壓；U2為線路末端電壓；B12為線路首末端電納；G12為線路首末端電導(dǎo)。

當(dāng)?shù)戎?機(jī)系統(tǒng)的能量函數(shù)中動(dòng)能為零時(shí)，即可得到系統(tǒng)的臨界能量函數(shù)：

由于廣域的電力系統(tǒng)總是強(qiáng)相關(guān)、強(qiáng)耦合的非線性巨系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)對(duì)分析有一個(gè)好處就在于系統(tǒng)的局部變量都是由整個(gè)巨系統(tǒng)的全局變量演化得到的，所以局部變量能夠反映全局變量的信息，即從系統(tǒng)自身的特性出發(fā)給予了利用簡(jiǎn)單的表達(dá)式來求取廣域巨系統(tǒng)能量函數(shù)的可能。這是從系統(tǒng)側(cè)出發(fā)來看待問題得到的結(jié)果。

3 低頻振蕩新型預(yù)警指標(biāo)的建立

基于COI的經(jīng)典理論，單機(jī)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定度可以用Vcr-Vc定量描述，從而對(duì)事故嚴(yán)重性排隊(duì)，以便作動(dòng)態(tài)安全分析，實(shí)際應(yīng)用中使用的是規(guī)格化的穩(wěn)定度，即傳統(tǒng)的穩(wěn)定裕度指標(biāo)VVn，通常定義，其中，Vcr為臨界暫態(tài)能量，Vc為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)暫態(tài)能量，為系統(tǒng)的動(dòng)能。

將基于觀測(cè)斷面［12-15］的能量函數(shù)應(yīng)用于研究輸電線路的低頻振蕩問題。顯然，每當(dāng)發(fā)生一重?cái)_動(dòng)時(shí)，低頻振蕩的線路暫態(tài)能量都會(huì)發(fā)生跳變，傳統(tǒng)的穩(wěn)定度指標(biāo)不能用來衡量擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩的危險(xiǎn)程度。定義穩(wěn)定裕度增量指標(biāo)VSice=VVn（t）-VVn（t-1），其中，VVn（t-1）為前一時(shí)刻的穩(wěn)定裕度，VVn（t）為后一時(shí)刻的穩(wěn)定裕度。若發(fā)生擾動(dòng)后，系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度增量指標(biāo)VSice＜0，則說明系統(tǒng)的穩(wěn)定程度急劇下降，一方面可以進(jìn)行預(yù)警并避免更加嚴(yán)重的擾動(dòng)發(fā)生，另一方面可以根據(jù)穩(wěn)定裕度增量的大小來判斷該擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)影響的嚴(yán)重程度［16］。

4 仿真與分析

4.1 簡(jiǎn)單系統(tǒng)算例

以圖4所示的New England 10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為算例系統(tǒng)驗(yàn)證本文所提方法的有效性，仿真計(jì)算采用中國電科院研制的綜合程序（PSASP）為仿真工具。線路8-9的初始潮流為24.566 MW，在給定的潮流方式下，設(shè)置系統(tǒng)的多重?cái)_動(dòng)如表1所示。監(jiān)測(cè)線路8-9的傳輸功率曲線和發(fā)電機(jī)34與39間的功角差曲線。

圖4 New England 10機(jī)系統(tǒng)Fig.4 New England 10-machine system

表1 多重?cái)_動(dòng)設(shè)置Tab.1 Settings of multi-disturbance

線路8-9的有功功率傳輸（標(biāo)幺值，后同）、發(fā)電機(jī)34與39間相角差δ12、提取出的傳統(tǒng)穩(wěn)定裕度和自定義的穩(wěn)定裕度增量分別在一重?cái)_動(dòng)、二重?cái)_動(dòng)、三重?cái)_動(dòng)發(fā)生時(shí)的曲線如圖5、6、7所示。

一重?cái)_動(dòng)和二重?cái)_動(dòng)發(fā)生后，線路上出現(xiàn)減幅的功率振蕩，發(fā)電機(jī)功角差曲線亦出現(xiàn)振蕩，但呈現(xiàn)收斂趨勢(shì)；三重?cái)_動(dòng)發(fā)生后，線路上出現(xiàn)增幅的功率振蕩，發(fā)電機(jī)功角差曲線已呈現(xiàn)發(fā)散趨勢(shì)，說明此時(shí)系統(tǒng)已經(jīng)失穩(wěn)。觀測(cè)傳統(tǒng)穩(wěn)定裕度，其數(shù)值與系統(tǒng)具體狀態(tài)參數(shù)有關(guān)，無法起到預(yù)警的功能。

圖5 一重?cái)_動(dòng)發(fā)生時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)量變化Fig.5 Change of system state variables when single-disturbance happens

圖6 二重?cái)_動(dòng)發(fā)生時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)量變化Fig.6 Change of system state variables when dual-disturbance happens

圖7 三重?cái)_動(dòng)發(fā)生時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)量變化Fig.7 Change of system state variables when triple-disturbance happens

算例中設(shè)置的擾動(dòng)均為三相斷線，2.09 s發(fā)生三相斷線擾動(dòng)時(shí)，在2.92 s系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度增量首次出現(xiàn)負(fù)值，說明此時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)生急劇下降；2.39 s發(fā)生三相斷線擾動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定裕度增量出現(xiàn)負(fù)值是在2.73 s；2.79 s發(fā)生三相斷線擾動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定裕度增量出現(xiàn)負(fù)值仍在2.73 s。隨著擾動(dòng)的發(fā)生與疊加，系統(tǒng)穩(wěn)定程度急劇下降的時(shí)刻也出現(xiàn)提前的趨勢(shì)；對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言，二重?cái)_動(dòng)發(fā)生后，系統(tǒng)已有發(fā)生增幅振蕩的危險(xiǎn)，此時(shí)在2.73 s就要進(jìn)行預(yù)警并采取措施，如不采取措施而繼續(xù)發(fā)生三重?cái)_動(dòng)，如在2.79 s發(fā)生三相斷線擾動(dòng)，則系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)增幅振蕩導(dǎo)致失穩(wěn)的情況。

4.2 實(shí)際系統(tǒng)算例

使用2009年H電網(wǎng)計(jì)算數(shù)據(jù)，設(shè)置Y省送E省斷面潮流為5 000 MW時(shí)，監(jiān)測(cè)Y-E省間聯(lián)絡(luò)線FB的傳輸功率。線路F-B由雙回線路EF-B 500 kVⅠ側(cè)和EF-B 500 kVⅡ側(cè)組成。擾動(dòng)設(shè)置如表1所示，基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓分別為：SB=100 MV·A，UB=500 kV。

一重?cái)_動(dòng)和二重?cái)_動(dòng)發(fā)生時(shí)，線路F-B的傳輸功率曲線分別如圖8、9所示。

提取系統(tǒng)全過程的穩(wěn)定裕度增量，如圖10所示。

表2 運(yùn)行方式不同的多重?cái)_動(dòng)設(shè)置Tab.2 Settings of multi-disturbance under different operating modes

圖8 一重?cái)_動(dòng)發(fā)生時(shí)線路F-B傳輸功率Fig.8 Transmission power of line F-B when single-disturbance happens

圖9 二重?cái)_動(dòng)發(fā)生時(shí)線路F-B傳輸功率Fig.9 Transmission power of line F-B when dual-disturbance happens

圖10 全過程穩(wěn)定裕度增量Fig.10 Stability margin increment in whole process

當(dāng)一重?cái)_動(dòng)發(fā)生時(shí)，線路F-B上的功率傳輸曲線振蕩并不明顯；當(dāng)二重?cái)_動(dòng)發(fā)生時(shí)，線路F-B發(fā)生增幅振蕩，系統(tǒng)失穩(wěn)。對(duì)穩(wěn)定裕度增量進(jìn)行全過程監(jiān)測(cè)，當(dāng)t=6 s時(shí)，增量出現(xiàn)第1次大的負(fù)值點(diǎn)，說明此時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)生急劇下降，要進(jìn)行預(yù)警并采取相應(yīng)措施。這與實(shí)際中6 s時(shí)B地發(fā)生三相短路這一嚴(yán)重故障，從而導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)是相吻合的。

5 結(jié)論

本文提出了電力系統(tǒng)在多重?cái)_動(dòng)下的一種新型的低頻振蕩預(yù)警指標(biāo)——能量函數(shù)穩(wěn)定裕度增量指標(biāo)。

a.相同類型的擾動(dòng)發(fā)生于不同的時(shí)刻，其擾動(dòng)的嚴(yán)重程度是一樣的。其穩(wěn)定裕度增量為負(fù)值的時(shí)刻并未完全與發(fā)生擾動(dòng)的時(shí)刻對(duì)應(yīng)，但隨著擾動(dòng)發(fā)生的疊加，其穩(wěn)定裕度增量為負(fù)值，即預(yù)警的時(shí)刻提前了，這與實(shí)際情況是相符合的。

b.不同類型的擾動(dòng)發(fā)生于不同的時(shí)刻，其擾動(dòng)嚴(yán)重程度可以由穩(wěn)定裕度增量負(fù)值的大小得出。預(yù)警的時(shí)刻與發(fā)生嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的時(shí)刻相同，應(yīng)在此時(shí)發(fā)出預(yù)警并采取緊急控制措施。

c.能量函數(shù)穩(wěn)定裕度增量指標(biāo)僅依賴支路的動(dòng)態(tài)信息，而不需要發(fā)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)變量，可以采用支路狀態(tài)量進(jìn)行計(jì)算，在實(shí)際應(yīng)用中，將區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線作為聯(lián)絡(luò)線觀測(cè)斷面即可。該方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，具有在線應(yīng)用的潛力。