基于电力系统轨迹信息的暂态不稳定性实时预测与控制(5)-西交大张宝会老师 推荐
基于电力系统轨迹信息的暂态不稳定性实时预测与控制
五 基于相轨迹凸凹性的稳定性识别(3)
运 动 轨 线 稳 定 性 特 征 等 值 两 机 系 统 的 相 图
五 基于相轨迹凸凹性的稳定性识别(4)
对单机系统的研究表明：故障后系统的轨迹由稳定向 不稳定变化时，失稳机组轨迹在相平面上的几何特性 总会出现由凹性向凸性的变化，即当轨迹变量 ki (t ) 由 负变正时系统将失稳。
iS i
i
a
M M
i i A i
i
五 基于相轨迹凸凹性的稳定性识别(8)
二维非自治系统，其动态过程可描述为：
d P m (t ) P e (t , ) P (t , ) dt P 0 (t ) B (t ) cos C (t ) sin M
稳定裕度计算 系统在故障切除时刻的暂态能量为：
Vcl Vke V pe
cl 1 eq cl 2 M ( eq ) s ( P B cos eq C sin eq )d eq eq 2
cl eq 1 cl 2 Vke M ( eq ) V pe s ( P B cos eq C sin eq )d eq eq 2
五 基于相轨迹凸凹性的稳定性识别(9)
P c (t ) 需要强调的是:由于参数 , B(t ) 和 C (t ) 的时 变性,对于非自治系统基于轨迹不稳定性识别问题而言，严格意义上讲， 当前时刻相平面内轨迹的凹凸性也将因受到后继时刻参数时变性影响而 反覆改变，某一时刻轨迹的凸性仅仅表明该时刻对应参数条件下的自治 系统将不稳定，并不能说明该非自治系统不稳定。
电力系统继电保护-1绪论
1.1.1 正常工作状态
• 不等式约束条件——涉及供电质量和电力设备安全运行的
某些参数，它们应处于安全运行的范围（上限及下限）内，
例如
Sk Sk max
Ui min Ui Ui max Iij Iij mx表示发电机、变压器或用电设备的功率潮流及其上限； Ui、Ui max、Ui min表示母线电压及其上、下限； Iij、Iij max表示输、配电线路中的电流及其上限； f 、fmax、fmin表示系统频率及其上、下限。
[4]杨奇逊, 黄少锋. 微型机继电保护基础.第4版[M]. 中国电力出版社, 2013
[5]张保会, 潘贞存. 电力系统继电保护习题集[M]. 中国电力出版社, 2008.
[6]刘晓军. 电力系统继电保护原理辅导与训练[M]. 中国电力出版社, 2014.
[7]国家电力调度通信中心. 国家电网公司继电保护培训教材[M]（上下册）. 中国电力出版社, 2009.
1.1.1 正常工作状态
• 正常运行状态——在正常状态下运行的电力 系统，所有的等式和不等式约束条件均满 足，表明电力系统以足够的电功率满足负 荷对电能的需求；
• 电力系统中各发电、输电和用电设备均在 规定的长期安全工作限额内运行；
• 电力系统中各母线电压和频率均在允许的 偏差范围内，提供合格的电能。
尹项根，1954年出生，华中科技大 学电气与电子工程学院教授，博士 生导师。国家标技委静态保护分委 会委员，中国电机学会主设备保护 分委会委员，湖北省电机工程学会 继电保护专委会副主任，电子信息 电气学科全国教指委委员，教育部 电气工程专业全国教指分委副主任。
规范及参考资料
1.GB/T14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程 2.GB/T50062-2008 电力装置的继电保护和自动化装置设计规范 3.DL/T559-2007 220kV~750kV电网继电保护装置运行整定规程 4.DL/T584-2007 3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程 5.DL/T684-2012 大型发电机变压器继电保护整定计算导则 6.DL/T1502-2016 厂用电继电保护整定计算导则 7.电力工程电力设计手册（二次部分）2018版 8.DL/T866-2015 电流互感器和电压互感器选择及计算规程 9.DL/T5014-2010 330kV~750kV变电站无功补偿装置设计技术规定 10. GB 50227-2017 并联电容器装置设计规范 11. DL/T 5153-2014火力发电厂厂用电设计技术规程 12. GB 50660-2011大中型火力发电厂设计规范 13. GB 50049-2011 小型火力发电厂设计规范 14. DL/T 5155-2016 220kV~1000kV变电站站用电设计技术规程 15.电力工程电力设计手册（一次部分）2018版
电力系统暂态稳定性闭环控制一——简单电力系统暂态不稳定判别原理
提出了根据电力系统机电暂态过程中加速度和转速
的轨迹信息来分析发电机暂态能量的变化情况．并 且根据暂态能量沿轨迹变化的特点给出了发电机的 稳定和不稳定指标．以上研究开启了不再凭眼睛和经 验观察运动轨迹的发展趋势判别稳定性的思路。 文献『７．１０］根据ＰＭＵ的发展，提出利用实测轨 迹的凹凸性进行暂态稳定性判别和计算稳定裕度． 但是文中只是根据仿真结果发现了轨迹凹凸性和暂 态稳定性的关系．没有提出一个明确的稳定性判定指 标，也没有进行严格的理论证明。文献『１１—１３］提出 了依据轨迹凹凸性的暂态稳定性判别指标．针对理想 发电机进行了指标充分、必要性证明，并将该指标扩 展应用于多机系统的稳定性判别．开创了依据系统响 应快速判别暂态稳定性的先河。 依据系统的响应实现暂态稳定性的闭环控制属 首次提出．展示了电力系统控制未来发展的前景．其 理论、方法处于探索阶段。整合本课题组几十年对 暂态稳定紧急控制研究的成果．结合ＷＡＭＳ信息系 统的发展．本系列文章将全面讨论依据实测轨迹的凹 凸性在简单系统、多机系统实时判别稳定性、预测判 别稳定性、实时计算切机控制量、合理分配切机地点 等．构成经济有效的暂态稳定性闭环控制的理论和实 现技术。
由式（６）可以看出，在６Ｅ（０，２丌）区间内，拐点曲 线只可能穿越功角６Ｅ（丌／２．丁ｒ）区间。因为该区段才 有实数解。其形状如图３所示。当角速度偏差为零 时，拐点曲线与坐标轴相交，对应的点为ａ．，即不稳 定平衡点．也就是电力系统暂态稳定分析理论中的鞍 点ｉ坫］。利用轨迹是否穿越拐点曲线。能比功角是否 超过不稳定平衡点更快地判别稳定性。
其中，６为发电机功角；∞。为同步电角速度，一般∞。＝
２确＝１００ ７ｒ，ｆｏ为发电机电频率；Ｍ为发电机转动惯
量；Ｐｍ为发电机机械功率；Ｐｅ为发电机电磁功率；Ｄ 为发电机阻尼系数。在理想的单机无穷大系统中， 忽略阻尼．不计调节器和调速器作用．发电机的电磁 功率与功角呈正弦关系：
电力系统继电保护-张保会
电力系统继电保护-张保会电力系统继电保护是指在电力系统中，为了保护电力设备和电力系统的安全稳定运行，采用继电器作为执行元件，通过测量电力系统的电流、电压、频率等参数，对电力设备进行保护和控制的一种技术手段。
张保会是一位电力系统继电保护领域的专家，他在该领域有着丰富的经验和深入的研究。
他的研究主要集中在电力系统继电保护的理论和实践应用方面。
电力系统继电保护的主要功能包括：1. 过电流保护：监测电力系统中的电流，当电流超过设定的阈值时，继电器将发出信号，触发保护动作，以保护电力设备免受过电流损害。
2. 过电压保护：监测电力系统中的电压，当电压超过设定的阈值时，继电器将发出信号，触发保护动作，以保护电力设备免受过电压损害。
3. 频率保护：监测电力系统中的频率，当频率超过或低于设定的阈值时，继电器将发出信号，触发保护动作，以保护电力设备免受频率异常损害。
4. 差动保护：监测电力系统中的电流差值，当电流差值超过设定的阈值时，继电器将发出信号，触发保护动作，以保护电力设备免受电流差动损害。
5. 跳闸保护：当电力系统中发生故障或异常情况时，继电器将发出信号，触发断路器跳闸，以切断电力设备与故障之间的连接，防止故障扩大。
张保会在电力系统继电保护领域的研究成果包括：1. 提出了一种基于人工智能的继电保护算法，能够准确判断电力系统中的故障类型，并及时触发保护动作，提高系统的可靠性和安全性。
2. 开发了一种高精度电流传感器，能够实时测量电力系统中的电流，并将数据传输给继电器，实现对电流的精确保护。
3. 设计了一种智能化的继电保护装置，能够自动识别电力系统中的故障位置，并进行快速的保护动作，提高系统的响应速度和可靠性。
总结来说，电力系统继电保护是保护电力设备和电力系统安全稳定运行的重要技术手段，张保会在该领域的研究和应用方面做出了重要贡献，提高了电力系统的可靠性和安全性。
电力系统暂态稳定分析与控制
电力系统暂态稳定分析与控制随着电力系统的规模不断扩大和电力负荷的不断增加，电力系统的暂态稳定性问题日益重要。
暂态稳定性是指电力系统在遭受外界扰动后，能够在一定时间范围内恢复到正常运行状态的能力。
暂态稳定分析与控制就是研究如何使电力系统具有良好的暂态稳定性，并通过相应的控制策略来保证系统的可靠运行。
首先，暂态稳定分析是对电力系统在暂态过程中运行状态的检测和评估。
暂态过程是指电力系统在遭受外界扰动后的一段时间内，各种电气量都会发生瞬态变化。
通过对电力系统暂态过程的分析，我们可以了解系统在遭受扰动后是否会产生不稳定现象，如发生暂态振荡、电压暴跌等。
在暂态稳定分析中，最常用的方法是求解系统的暂态稳定问题，即求解系统在暂态过程中各个节点的电压、功率等参数随时间的变化情况。
这通常通过模拟电力系统的动态方程和状态方程来实现。
通过这些模拟计算，我们可以得到系统在不同扰动情况下的暂态响应，进而评估系统的暂态稳定性，并为控制策略的制定提供依据。
其次，暂态稳定控制是为了保证电力系统在暂态过程中能够快速恢复到稳定状态而采取的控制手段。
暂态稳定控制主要包括主动控制和被动控制两种方式。
主动控制是指通过改变系统的控制参数，如发电机励磁电流、变压器调压器控制、线路开关操作等，来改变系统的状态，从而达到稳定电力系统的目的。
主动控制通常是根据实时监测到的系统状态和负荷状况来决策实施的。
通过实时监测系统情况，可以根据系统暂态稳定性的评估结果，采取相应的控制策略，调整系统的运行状态，增强系统的暂态稳定性。
被动控制是指通过使用专门设计的保护装置，如电压继电器、过电流继电器等，来在系统受到扰动时自动切除故障源，保护电力设备免受损坏，并减小对系统造成的影响。
被动控制的实施通常是基于安全保护的需要，通过设定灵敏度和动作时间来控制故障的切除。
除了主动控制和被动控制外，还有一些额外的控制策略可以用于提高电力系统的暂态稳定性。
例如，采用柔性交流输电技术（FACTS）装置来改变电力系统的电气参数，从而提高系统的暂态稳定性；采用多机协调控制技术来优化发电机组的出力分配，实现系统的动态均衡。
暂态零序信号在配电网故障选线中的应用
= C0k
du 0 dt
,
ρ
(i0
,
du 0 dt
)
=
1
(2)
对故障线路有：
i0i
k ≠i
= − ∑ CLeabharlann kdu0 dt,ρ
(i0
,
du 0 dt
)
=
−1
(3)
即可由相关系数
ρ
(i0k
,
du 0 dt
)
的正负来判断线
路为故障还是健全。
2.2 参数识别
在故障零序网络中，对每条线路建立其外部发
生故障时的数学模型，求解建立的零序网络数学模
暂态零序信号在配电网故障选线中的应用
张伟刚，张保会 （西安交通大学电气工程学院，西安，710049）
摘 要： 本文根据线路分布参数的故障模型分析了不同接 地方式下配电网小电流接地系统零序网络的电气量分布规 律以及特征频带的含义。介绍了四种基于暂态信号特征分量 的分布式选线方法，在 PSCAD 中对不同的故障条件进行仿真 实验，并深入分析选线结果，评价了各选线方法的性能。
困难。
由于故障线路和故障位置未知，不可能提前确
定 ωr 和 ωs。所以在实际应用时，可以按下述方法 确定特征频带的范围[11]：
(1) 对确定系统 ωs 可选为零序网络中所有出 线自身串联谐振频率的最低值。对需要经常改变线
路运行结构或线路参数不易确定的系统，故障后可
先计算暂态零序电流的主谐振频率，ωs 确定为在主 谐振频率基础上加一阈值。
2.3 暂态电流方向 该方法主要利用零序电流的流向，选择电流流
向母线的线路为故障线路，定义如下参量
qk
(t)
=
i0k
电力系统暂态稳定性的继电保护作用
电力系统暂态稳定性的继电保护作用电力系统暂态稳定性的继电保护作用电力系统暂态稳定性是指电力系统在发生故障或突发事件后，能够在一定时间内恢复到稳定状态的能力。
为了保障电力系统的暂态稳定性，继电保护起着至关重要的作用。
下面我将逐步分析继电保护在电力系统暂态稳定性中的作用。
首先，继电保护可以及时检测故障。
当电力系统发生故障时，继电保护设备能够通过监测电流、电压等参数的变化来判断故障的发生，并及时发出信号。
这可以帮助电力系统运维人员迅速定位故障点，并采取相应的措施进行修复。
其次，继电保护可以实现故障隔离。
在电力系统发生故障后，继电保护设备可以根据故障信号，迅速切断故障部分与正常部分的连接，以防止故障扩大，保护电力系统其他设备的安全运行。
这种故障隔离的措施可以有效地减少故障对整个系统的影响，维护系统的稳定性。
第三，继电保护可以调节电力系统的运行状态。
当电力系统发生故障时，继电保护设备可以根据故障类型和程度，及时调节系统的电压、频率等运行参数，以减轻故障对系统的影响，努力使系统保持稳定状态。
例如，当系统频率下降时，继电保护可以发出信号，使发电机增加负荷，从而恢复系统的频率。
最后，继电保护可以提供故障信息和记录。
继电保护设备通常会记录故障发生时的电流、电压等参数，以及故障的发生时间和位置等信息。
这些记录可以帮助电力系统运维人员分析故障的原因和影响，进一步改进系统的设计和运行，提高系统的暂态稳定性。
综上所述，继电保护在电力系统暂态稳定性中起着重要的作用。
它可以及时检测故障、实现故障隔离、调节系统运行状态，并提供故障信息和记录，从而保护电力系统的安全稳定运行。
在今后的电力系统设计和运维中，需要对继电保护进行进一步的研究和改进，以应对更复杂的故障和突发事件，确保电力系统的暂态稳定性。
继电保护-西安交通大-张保会
一、绪论继电保护像一次设备那么重要。
电力系统：实行平衡的系统，时间级是毫秒，发了就用了1.1、电力系统运行状态及继电保护的作用1、一次设备：承载、传输、产生、使用电功率的设备传输能量，连接于互感器一次侧。
2、二次设备：反映一次设备运行状况、控制一次设备。
传输信息，连接于互感器二次侧。
3、强电：电功率4、弱电：电信号、弱信号5、电力系统运行状态：正常运行状态、不正常运行状态、故障状态（1）正常状态：足值，保证使用电能系统发出的有功功率和无功功率就在任一时刻与系统中随机变化的负荷功率（包括传输损耗）相等。
即：（2）不正常状态：某一个设备/某一局部，超过了它工作限额，如“过载”通常指运行参数超过额定范围，或电能质量不能满足要求但又没有故障的运行状态常见现象：过负荷、过电压、频率过低或过高、系统振荡。
过负荷：流过的负荷电流太大过电压：电压过高，超过了标准值处理措施：通过人工或自动方式消除。
但前提是要能够检测系统处于不正常状态。
可发信号，提醒运行人员处理：也可以延时跳闸。
人工来不及，于是有自动化装置（3）故障状态现象：短路、断线6、电力系统控制目标：通过自动的和人工的控制，使电力系统尽快的摆脱不正常状态和故障状态，能够长时间在正常状态下运行。
1.2、短路：2002年220kV故障统计三相短路（1.15%）、两相短路（1.8%）、两相短路接地（6.13%）、单相接地（88.7%）、其它故障（2.1%）保护很重要的一部分：单相接地短路故障不可能完全被消灭的。
1.3、事故系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成用户少送电或电能质量变坏到不能允许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。
1.4、二次设备1、电力系统自动化装备（调度自动化系统）：五级调度（县调、地调、省调、网调、国调）1.5、电力系统自动化（控制）：为保证电力系统正常运行的经济性和电能质量的自动化技术与装备，主要进行电能生产过程的连续自动调节，动作速度相对迟缓，调解稳定性高，把整个电力系统或其中的一部分作为调节对象。
电力系统暂态稳定的在线监视和预防控制系统[发明专利]
![电力系统暂态稳定的在线监视和预防控制系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0bf4ed62ec3a87c24128c4e4.png)
专利名称：电力系统暂态稳定的在线监视和预防控制系统专利类型：发明专利
发明人：薛禹胜
申请号：CN95110947.2
申请日：19950225
公开号：CN1110838A
公开日：
19951025
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种按电力系统实际工况不断更新 决策表的自适应紧急控制系统。
按本地采集的和从 能量管理系统周期性送来的系统工况信息，用扩展等 面积准则(EEAC)在线确定各预想故障(对称或不对 称故障，可计及单相重合闸)下的紧急控制措施，并存 入决策表。
一旦发生故障，则从表中找出相应的快 关、切机、切负荷、解列等局部或区域性控制措施，并 通过相应的控制器实施这些措施。
申请人：电力部电力自动化研究院
地址：210003 江苏省南京市蔡家巷24号
国籍：CN
代理机构：南京大学专利事务所
代理人：陈建和
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电力系统继电保护期末复习知识点张保会
第一章I. 电力系统的正常工作状态、不正常工作状态和故障状态（填空）2 .一般将电能通过的设备称为电力系统的一次设备。
3. 对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备，称为电力系统的二次设备。
4. 所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的电力系统工作状态，称为不正常运行状态。
电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路、断线等故障。
（选择）5. 电力系统继电保护的基本任务：（1）自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；（2）反应电气设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。
6. 保护类型：过电流保护、低电压保护、距离保护、电流差动保护、瓦斯保护、过热保护7. 继电保护装置组成由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件。
8. 电流互感器TA将一次额定电流变换为二次额定电流5A或1A，测量电流二次侧绝不开路电压互感器TV二次测绝不短路，输出100KV以下电流。
9. 电力元件配备两套保护：主保护、后备保护。
安装位置不同，选近后备/远后备10. 继电保护基本要求：可靠性、选择性、速动性和灵敏性II. 四个基本要求关系：四个特性即相互统一，又相互矛盾，要根据实际情况考虑。
继电保护的科学研究、设计、制造和运行的大部分工作也是围绕如何处理好这四者的辩证统一关系进行的。
相同原理的保护装置在电力系统的不同位置的元件上如何配置和配合，相同的电力元件再电力系统不同位置安装时如何配置相应的继电保护，才能最大限度地发挥被保护电力系统的运行效能，充分体现着继电保护工作的科学性和继电保护工程实际的技术性。
第二章1. 无论启动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，不可能停留在某一个中间为位置，这种特性称为"继电特性”2. 返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数Kre=Ire/Iop过电流继电器的返回系数恒小于13. 在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最大，对继电保护而言称为系统最大运行方式。
基于机器学习的电力系统故障诊断与预测
基于机器学习的电力系统故障诊断与预测随着信息化和智能化的发展，电力系统的自动化程度逐渐提高。
但是，电力系统在运行过程中仍然存在各种问题和故障。
故障的发生会导致电力系统的停运，给生产和生活带来困扰。
因此，研究基于机器学习的电力系统故障诊断与预测具有重要意义。
一、电力系统故障的分类电力系统故障可以分为两大类：瞬时型故障和持久型故障。
瞬时型故障是指电力设备受到外部干扰，导致设备瞬时无法正常工作。
常见的瞬时型故障有短路故障和击穿故障等。
持久型故障是指电力设备在长时间运行过程中出现的缺陷或损伤，导致设备不能正常工作。
常见的持久型故障有接触不良、老化、绝缘劣化等。
二、机器学习在电力系统故障诊断与预测中的应用机器学习是指通过算法和模型来处理和分析数据，并从中获取知识和经验的过程。
与传统方法相比，机器学习方法能够自动学习和优化算法，提高精确度和效率。
在电力系统故障诊断与预测中，机器学习方法可以通过以下几个方面来发挥作用。
1. 特征提取特征提取是指从海量数据中提取出有用的特征，以供后续分析和预测。
在电力系统故障诊断与预测中，特征提取可以从电流、电压、电能等多个方面入手，通过机器学习方法来提取出有用的特征信息。
2. 故障分类故障分类是指将电力系统故障进行分类，以方便后续的诊断分析和处理。
在电力系统故障分类中，可以采用机器学习方法，通过对电力设备的工作状态和特征进行分析，从而对故障进行分类。
3. 故障诊断故障诊断是指根据故障的表现和特征，分析和判断故障的原因和性质。
在电力系统故障诊断中，可以采用机器学习方法，通过对故障特征和历史数据进行分析，提高诊断精度和效率。
4. 故障预测故障预测是指通过历史数据和趋势分析，预测未来可能发生的故障。
在电力系统故障预测中，可以采用机器学习方法，通过数据挖掘和模型分析，提前预测潜在的故障风险。
三、机器学习在电力系统故障诊断与预测中面临的挑战虽然机器学习在电力系统故障诊断与预测中有很大的应用前景，但是也面临着一些挑战。
电力系统安全自动控制与继电保护 张保国
电力系统安全自动控制与继电保护张保国摘要：继电保护是电力系统的重要组成部分，是智能电网保护三道防线之一，是保障系统安全，可靠运行的主要措施。
电力系统运行工况发生改变，故障发生型式多样且不可预知。
随着科技不断进步，继电保护装置从简单到复杂地不断发展，性能不断提高。
通过电磁保护装置开发，基于晶体管地继电保护器件，集成电路保护器件，计算机保护，继电保护不断发展而升级。
集成自动化使用基于微处理器地保护，保护装置动作地可靠性和准确性地质地飞跃，保护正确地动作率达到前所未有地提高。
关键词：电力系统；继电保护；自动化0前言近几年来，大部分火灾都是由电路问题产生，例如2015年内哈尔滨相继发生的几场火灾，都是由于对继电保护与安全稳定控制系统的疏忽所造成。
继电保护安全稳定控制系统就是为电力系统提供可靠的安全性、稳定性。
隐性故障顾名思义，就是在日常生活与工作中隐藏的安全问题。
在系统进行正常运转时因人为原因造成的事故少之又少，但也是造成隐性事故的因素之一。
各位对用电知识及造成电火原因缺乏理解，虽然当今科学技术发达，但对继电保护与安全稳定控制系统存在的隐性故障仍存有严重的隐患问题，必将对经济建设产生影响。
1电力系统继电保护的作用电力管理的过程中，应该充分考虑到电力系统涉及范围之广，并且极易受天气条件和主观原因的制约，针对以上特点及时制定相适应的应急预案。
如今，计算机是我国的电力系统正常运行的主要构成，具体问题具体分析，采用不同方式检测电力系统运转时产生的数据和发生的情况，不仅便于每一个环节或阶段的监督管理，还能更有效地全方位监测电力系统的运转状态。
这时，继电保护设备和系统主要用于，观察和监测整个电力系统运行中发生的特殊情况，如果发现电力系统的运行超出合理化范围，就能自动给予保护，开启保护预警信号。
继电保护装置的主要功能有：第一，假如电力系统运转时出现异常，这时继电保护设备能第一时间准确判断故障所在部位，并立刻紧急跳闸，能降低对其他电力线路的影响，还能有及时保护电力元件的完好。
电力系统暂态稳定性闭环控制(三)——基于预测响应的暂态不稳定闭环控制启动判据
电力系统暂态稳定性闭环控制(三)——基于预测响应的暂态不稳定闭环控制启动判据张保会;杨松浩;王怀远【摘要】尽管基于实时响应的不稳定判据可以快速启动稳定控制,但为了提高控制投入后阻止不稳定的效果、减小控制的代价,最好在必要时尽可能早地启动闭环控制.提出基于电力系统发电机实测轨迹的滚动预测未来轨迹的方法,使用预测轨迹判别暂态不稳定,并启动后续的稳定性闭环控制.IEEE 10机39节点系统和三华电网实际系统的仿真验证了该预测暂态不稳定后启动控制的准确性和快速性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2014(034)010【总页数】6页(P1-6)【关键词】电力系统;预测响应;暂态;稳定性;控制;轨迹滚动预测【作者】张保会;杨松浩;王怀远【作者单位】西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049;西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049;西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】TM7120 引言电力系统暂态稳定闭环控制的目的是在系统遭受到不能够耐受的大扰动之后，以最小的控制代价维持系统的暂态稳定［1］。
系统是否遭受到了不能够耐受的大扰动识别问题，本系列文章（一）、（二）［2-3］给出了准确的判别方法。
但是以最小的控制代价维持系统的暂态稳定却与控制实施的快速性直接相关，扰动发生的同时投入控制措施控制效果最理想。
然而这样却不能够充分发挥系统吸纳扰动的能力，没有控制的必要性识别，达不到最经济。
如果能够根据获得的实测轨迹信息，准确地超实时预测到未来一段时间内的系统轨迹，然后根据预测轨迹的几何特征采用本系列文章（一）、（二）［2-3］的不稳定性判别与后续文章控制决策方法，将能够很好地兼顾闭环控制的必要性、快速性以及控制代价最小的问题。
近年来，如何实现电力系统轨迹的准确预测是电力系统稳定分析领域的研究热点。
文献［4］最早提出通过多项式逼近的方法实现对功角曲线的预测，并且提出采用修正因子对功角进行滚动预测，保证了预测功角有一定的准确性。
基于广域发电机状态信息的电力系统暂态不稳定性实时预测
基于广域发电机状态信息的电力系统暂态不稳定性实时预测谢欢;张保会;李钢;王立永;孔涛;王晶晶【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2009(029)007【摘要】基于两机群等值方法,将相平面轨迹几何特征判据推广应用于多机系统暂态不稳定性实时预测.为实现该不稳定性预测方案在可靠性和快速性的折衷,着重研究了失稳模式实时筛选和基于预测轨迹的不稳定性判别2项关键性技术.失稳模式实时筛选技术利用角度间隙作为指标选择主导模式搜索方向,并采用不稳定性条件作为搜索终止判据,从而使得搜索中所得主导模式随着轨迹发展逐渐逼近真实失稳模式;基于预测轨迹的不稳定性判别技术将只在参数时变性恶化系统稳定性时进行等值轨迹的预测,并基于该预测轨迹的几何特征判断系统是否稳定.IEEE 145节点系统和某实际电网系统的仿真计算验证了所提预测方案的有效性.【总页数】5页(P28-32)【作者】谢欢;张保会;李钢;王立永;孔涛;王晶晶【作者单位】西安交通大学,电气工程学院,陕西,西安,710049;华北电力科学研究院,北京,100045;西安交通大学,电气工程学院,陕西,西安,710049;华北电力科学研究院,北京,100045;北京市电力公司,调度通信中心,北京,100031;华北电力科学研究院,北京,100045;华北电力科学研究院,北京,100045【正文语种】中文【中图分类】TM712【相关文献】1.基于广域测量信息的电力系统暂态稳定控制技术研究 [J], 黄丹;陈树勇;王玮2.基于不同暂态特性发电机组的海洋平台电力系统暂态稳定研究 [J], 陈英3.基于广域测量信息的电力系统暂态稳定控制技术研究 [J], 黄丹; 陈树勇; 王玮4.基于广域轨迹信息的多机系统暂态不稳定性快速预测方法 [J], 张保会;谢欢;于广亮;邹本国;李颖晖;李鹏5.基于外部观测的电力系统暂态稳定性实时预测和控制方法 [J], 李国庆;孙福军;任强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于轨迹几何特征的暂态不稳定识别
基于轨迹几何特征的暂态不稳定识别
谢欢;张保会;于广亮;邹本国;李鹏;赵义术;李磊
【期刊名称】《中国电机工程学报》
【年(卷),期】2008(28)4
【摘要】提出一种基于实时测量的暂态不稳定在线识别方法,其能够用于触发某一类离散紧急控制措施。
该方法通过在每一采样时刻观测等值系统故障后轨迹的几何特性,提前判别系统的稳定性,预测系统稳定性的最佳模式在每一采样时刻动态决定并刷新。
与以往扩展等面积准则不同,该方法无需计算等值系统的不稳定平衡点,能够克服在静态扩展等面积法则中使用的一些假设限制。
使用IEEE 50机测试系统算例证明了该方法对于识别复杂区间同步失稳问题的可靠性和有效性。
【总页数】7页(P16-22)
【关键词】电力系统;相图凹凸性;暂态稳定性识别;广义单机等值系统;时变参数【作者】谢欢;张保会;于广亮;邹本国;李鹏;赵义术;李磊
【作者单位】西安交通大学电气工程学院,陕西省西安市710049;山东电力研究院,山东省济南市250001
【正文语种】中文
【中图分类】TM732;F123
【相关文献】
1.基于相轨迹凹凸性的暂态不稳定性判别方法的分析比较 [J], 杨松浩;王怀远;苏福;张保会
2.基于轨迹输入特征支持向量机的湖南电网暂态稳定在线识别 [J], 霍思敏;王科;陈震海;吕毅;王亮;黄若寅;吴俊春;叶磊
3.基于实测响应轨迹稳定边界的电力系统暂态不稳定识别 [J], 李欣然;韦肖燕;范力泉;钱军;宋军英
4.一种基于电压轨迹特征的暂态稳定识别方法 [J], 孙应毕
5.基于广域轨迹信息的多机系统暂态不稳定性快速预测方法 [J], 张保会;谢欢;于广亮;邹本国;李颖晖;李鹏
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电力系统暂态稳定性闭环控制(六)——控制地点的选择
电力系统暂态稳定性闭环控制(六)——控制地点的选择张保会;王怀远;杨松浩【摘要】基于实时性的要求,提出一种实时快速选择高效阻止失稳的切机地点的方法.按照发电机的有符号动能和功角乘积的大小在超前失稳机群中对可切机组进行排序,得到初始有效切机地点集合,通过计算等值机械功率切机前后的变化,剔除超前失稳机群中的被动失稳机组,得到最终的切机地点集合.IEEE 39节点系统和三华联网系统的仿真结果验证了所提方法的有效性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2015(035)001【总页数】6页(P1-5,12)【关键词】电力系统;暂态;稳定性;闭环控制;切机地点【作者】张保会;王怀远;杨松浩【作者单位】西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049;西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049;西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】TM7120 引言在电力系统遭受大扰动后，需要对系统施加一定的控制措施[1-9]才能使得系统恢复稳定，当确定控制量之后，控制地点的选择关系到控制的有效性和经济性。
文献[4]论述了切机地点要选择在超前失稳机群中，避免切被动失稳机组的阻止失稳的控制效果，本文将探讨如何根据实测信息选择有效的切机地点。
切机地点的选择是在超前失稳机群中进行，而超前失稳机群中往往有很多发电机组，不同的发电机组控制效果各有差异，因此有必要研究如何根据发电机的实时信息，避免具有控制负效应[10-12]的机组，选择有效的切机地点。
目前切机地点的实时选择主要是根据经验的方式得到[13-14]，或根据超前失稳机群中各发电机组的暂态动能排序进行切机，或根据其功角大小排序进行切机，或优先选择距离故障位置电气距离较近的机组，然而这些切机地点的选择方法，随着故障类型和运行方式的不同，得到的切机效果也是时好时坏。
本文根据发电机的实时响应信息，依据发电机的有符号动能和功角的组合进行排序，得到初始有效切机地点集合；再通过计算等值机械功率切机前后的变化，剔除超前失稳机群中的被动失稳机组，得到最终的切机地点实时选择方法。
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张保会
西安交通大学 2006/10/17
目录
一 基于轨迹信息进行实时预测的思想 二 基于实时信息的动态同调识别 三 等值方法及数学模型 四 动态等面积定则快速判别稳定性 五 基于相轨迹凸凹性的稳定性识别 六 稳定性预测与实时控制系统的实现方案 七 整体方案准确性的检验及仿真结果
S ij
[1 t1
t1 0
(
i
(t )
j
(t ))
2
dt ]1 /
2
三 等值方法及数学模型（一）
在扰动发生和切除后，基于实测和预测的功角数 据，首先利用动态同调识别判据将系统分成两机群， 然后对系统进行动态等值。
等值的基本思想是根据实测的实时信息和预测 信息（即轨迹信息）将系统的所有发电机动态的分 为两群：临界群（S）和其余机群（A）
1 cos( eq (n 1)t) sin( eq (n 1)t)
G
1 M
eq (t)
eq ((n 1)t)
P
ˆ
B
C
三 等值方法及数学模型---辨识 P、B、C
遗忘辨识法在线递推：根据实测的多组 i计算获 得多个eq，首先使用最小二乘求取P.B.C的初值， 使用以下逐渐遗忘远前信息的递推方法，适时修 正P.B.C。
三 等值方法及数学模型---辨识 P、B、C
最小二乘辨识法：
eq
(mt)
eq
((m
1)t )
2 eq (mt)
(t ) 2
eq
((m
1)t )
e(t) Meq(t) P Bcoseq(t) Csineq(t)
n1
min e2 (mt)
m1
1 A
cos eq (t)
sin eq (t)
平衡点的计算：故障后等值系统，有两 个平衡点S和U：
P B cos eq C sin eq 0
此方程有两个根，分别为eqs和equ 。其中 对应于的eqs平衡点是稳定平衡点，对应于equ 的平衡点是不稳定平衡点。
四 动态等面积快速判别稳定性（2）
稳定裕度计算 系统在故障切除时刻的暂态能量为：
ˆ(N 1) ˆ(N ) K (N )[G(n N 1) A(N 1)ˆ(N )
P(N ) K (N )
1 ( AT (N ) A(N ))1
P(N ) AT (N 1)[
A( N
1)P(N
) AT
(N
1)]1
P( N
1)
1
[I
K (N ) A(N
1)]P(N )
四 动态等面积快速判别稳定性（1）PFra biblioteksiS
Pei
M a M i iA
Pma Pmi iA
Pea Pei iA
三 等值方法及数学模型（三）
多机系统的动态方程可等值表示为下式 ：
M ss Pms Pes
M
a
a
Pma
Pea
（1）
s
M ii
iS
Ms
a
M ii
iA
Ma
三 等值方法及数学模型（四）
可以将式（1）再等值为单机无限大系统：
Meq Pm [Pc Pmax sin( eq )] Meq P B cos eq C sin eq
依据实时测量和预测得到的功角可计算等值角 eq，辩识参数P、B、C，并动态修正它的大小。由 于参数P、B和C是按实际的复杂模型和扰动场景对 多机电力系统实时采集的数据通过辨识得到的，并 且在不同的采样时刻可以动态修正它，因此一些复 杂因素对转子运动稳定性的影响可通过实时采集的 数据和动态修正等值参数部分反映出来。
M i i s iS M i
iS
M i i a iA M i
iA
三 等值方法及数学模型（二）
定义Ms和Ma为S和A群的等值惯量；Pms和Pma 分别为S和A群的等值机械输入功率，Pes和Pea分 别为S和A群的等值电气输出功率，其表达式分别 为：
M s
Mi
Pms
iS
Pmi
iS
二 基于实时信息的动态同调识别
系统在暂态过程中的机组运动千差万别，但 是系统中总有一部分机组它们的动态行为是相近 的，这种摇摆相近的发电机组就称为同调机群。 一般有如下定义，若发电机i与发电机j满足下式：
| i (t) j (t) | 0 t t0
则认为发电机i与j同调，并采用以下度量来测量发电 机之间的同调程度。
Vcl
Vke Vpe
1 2
M
(
cl eq
)
2
(P
cl eq
s eq
B cos eq
C sin eq )d eq
Vke
1 2
M
(
cl eq
)
2
V pe
(P
cl eq
s eq
B cos eq
C sin eq )d eq
系统的临界能量为：
Vcr
(P
u eq
s eq
B cos eq
C sin eq )d eq
❖出发点：以系统动态监视的实时轨迹信息为基础，预 测系统未来的发展趋势，并快速识别系统的不稳定性， 快速起动紧急控制，防止系统的稳定性破坏。
一 基于轨迹信息进行实时预测的思想（2）
优点： ❖基于系统的轨迹信息,不需预先知道 电力网络结构、参数以及负载动力学 特性等难以准确获得的知识。
❖所需参数由实时测量获得和实时辩 识计算得到，因而它能更准确地反映 系统的真实运行情况。
四 动态等面积快速判别稳定性（3）
等值系统的稳定性识别判据
规格化的稳定裕度为：
Vn
Vcr Vcl Vcl
❖若>1且Vn>0，则系统稳定。 ❖若<1且Vn < 0，则系统不稳定。 根据规格化稳定裕度Vn的大小可获得系 统的近似稳定程度信息。
一 基于轨迹信息进行实时预测的思想（1）
❖ 可行性：GPS的出现和引入电力系统，使得对电力 系统具有重要作用的相角测量得以实现。现代的远距 离通讯能力和工作站技术使我们能得到系统的实时摇 摆运动轨迹信息，于是可进行全系统的在线实时性的 动态监视，因此必将极大地改善系统暂态稳定预测及 控制的水平，为暂态稳定的失稳预测和控制提供新的 思路和方法。
一 基于轨迹信息进行实时预测的基本思想（3）
步骤： ➢ 在系统呈现两机群摇摆模式的情况下，识别同调机 群。
➢利用具有遗忘因子的在线递推最小二乘方法获得两 机群等值模型的参数。
➢结合这些参数在线快速估计和计算系统在故障切除 后的平衡点，在扰动结束时，使用动态等面积定则快 速计算系统的稳定裕度。
➢跟踪两等值机系统等值轨迹并利用其在不返回点处 相图的凸凹性发生变化来判断相图轨迹是收敛还是发 散，从而识别系统的稳定性；