基于母线电压频率的失步振荡解列判据研究_唐飞
【精选】电力系统低频振荡分析与抑制
电力系统低频振荡分析与抑制文献综述一．引言“西电东送、南北互供、全国联网、厂网分开”己成为21世纪前半叶我国电力工业发展的方向。
大型电力系统互联能够提高发电和输电的经济可靠性,但是多个地区之间的多重互联又引发了许多新的动态问题,使系统失去稳定性的可能性增大。
随着快速励磁系统的引入和电网规模的不断扩大，在提高系统静态稳定性和电压质量的同时，电力系统振荡失稳问题也变得越来越突出。
电力系统稳定可分为三类,即静态稳定、暂态稳定、动态稳定。
电力系统发展初期，静态稳定问题多表现为发电机与系统间的非周期失步.电力系统受到扰动时,会发生发电机转子间的相对摇摆，表现在输电线路上就会出现功率波动。
如果扰动是暂时性的，在扰动消失后，可能出现两种情况，一种情况是发电机转子间的摇摆很快平息，另一种情况是发电机转子间的摇摆平息得很慢甚至持续增大，若振荡幅值持续增长，以致破坏了互联系统之间的静态稳定，最终将使互联系统解列。
产生第二种情况的原因一般被认为是系统缺乏阻尼或者系统阻尼为负。
由系统缺乏阻尼或者系统阻尼为负引起的功率波动的振荡频率的范围一般为0。
2～2。
5Hz，故称为低频振荡。
随着电网的不断扩大,静态稳定问题越来越表现为发电机或发电机群之间的等幅或增幅性振荡，在互联系统的弱联络线上表现的尤为突出.由于主要涉及转子轴系的摆动和电气功率的波动,因此也称为机电振荡。
低频振荡严重影响了电力系统的稳定性和机组的运行安全。
如果系统稳定遭到破坏，就可能造成一个或几个区域停电，对人民的生活和国民经济造成严重的损失。
最早报道的互联电力系统低频振荡是20世纪60年代在北美WSCC成立前的西北联合系统和西南联合系统试行互联时观察到的，由于低频振荡，造成联络线过流跳闸，形成了西北联合系统0。
05Hz左右、西南联合系统0。
18Hz的振荡。
随着电网的日益扩大，大容量机组在网中的不断投运，快速、高放大倍数励磁系统的普遍使用，低频振荡现象在大型互联电网中时有发生，普遍出现在各国电力系统中，已经成为威胁电网安全的重要问题。
浅析失步解列装置及应用
浅析失步解列装置及应用摘要：大电网的稳定运行是电力系统的基本要求，大电网中最严重的事故事稳定性破坏即系统发生失步振荡，如处理不当会发生大面积停电。
当系统失步后，首先要解决的问题是从失步断面断开失步机群间的电气联系，消除系统振荡，然后通过切机、减载等措施实现解列后电气孤岛的稳定运行，最后当条件允许时，再逐步恢复整个系统的互联同步稳定运行。
关键词：系统振荡、失步解列、两机等值系统一、概念阐述在电网中，保证电力系统稳定的第三道防线由失步解列、频率及电压紧急控制装置构成，当电力系统发生失步振荡、频率异常、电压异常等事故时采取解列、切负荷、切机等控制措施，防止系统崩溃。
实际测量中，我们通常将振荡中心两侧母线电压相量之间的相角差从正常运行角度逐步增加并超过180°的现象定义为该系统已失去同步。
失步解列是电力系统稳定破坏后防止事故扩大的基本措施，在电网结构的规划中应遵循合理的分层分区原则，在电网的运行时应分析本电网各种可能的失步振荡模式，制定失步振荡解列方案，配置自动解列装置，即在预先选定的输电断面，以断开输电线路或解列发电厂或变电所母线来实现。
按系统解列的不同目标，一般采用不同的起动方式。
在选择系统解列断面时，应使解列后各部分系统分别保持同步和功率尽量保持平衡，并应考虑以最少的解列点和最少的断路器来实现。
二、基本原理和类型电力系统失步时，一般可以将所有机组分为两个机群，用两机等值系统分析分析其特性。
如图1所示两机等值系统电势向量图。
Zm、Zn分别为装置安装处到两侧系统的等效阻抗。
图1目前常用的有三种失步判据，以下分别介绍其原理：1.视在阻抗轨迹判据（以南瑞继保RCS-993A失步解列装置为例）：原理为当系统发生失步振荡时，装置安装处测量的阻抗值会随着功角的变化而变化，因此通过测量阻抗轨迹来判断失步。
视在阻抗轨迹在阻抗平面上表现为6个区域，如图2所示，电力系统振荡时，测量阻抗轨迹沿曲线1、2顺次移动，加速失步时依曲线1的方向移动，减速失步时依曲线2的方向移动。
电力系统安全稳定控制新技术新产品
无故障跳闸新判据原理
I1
z1dx
U1
y1dx
dx l
I2 U 2
长距离输电线路的分布参数等值电路
U1 I1
U 2chl I2chl
U ZZcc2Is2hshll
分析不同情况下装置侧电压、电流、测量阻抗、功率的变化规 律如下。
软件总体方案
组态化 、可配置，总体目标是不修改工程软件源代 码，只通过配置参数，即可形成新工程软件 。
中央处理模块(SCM-910)软件作为核心控制软件，负 责同单元处理模块(SCM-912)、通信处理模块(SCM930)进行数据交换，同时收集判断弱电开入模块 (SCM-980)信息，判断输出给中央信号和启动模块 (SCM-950)和出口输出模块(SCM-960)。单元处理模 块(SCM-912)软件负责本模件线路故障判断，通信处 理模块(SCM-930)负责对外监控通讯和打印功能，显 示处理模块(SCM-932)负责人机交互和液晶显示。
法
SCS
-
• CPLD上采用专用模块,速度快,精度高（0.005Hz ）
500E
采
用
• 装置可以提供频率记录分析功能模块，以便事后查
方
阅频率变化及异常情况
法
静电放电——4 级：
•空气放电 +15KV •接触放电 +8KV
SCS-500E电磁兼容性
SCS-500E的电 磁兼容性
电压突降、短 时中断和电压 变化抗扰度
SCS-500E稳定控制装置
SCS-500E稳定控制装置
SCS-500E 主要特点
可实现低频输电系统不对称故障穿越的M3C_电容电压均衡控制策略
第51卷第23期电力系统保护与控制Vol.51 No.23 2023年12月1日Power System Protection and Control Dec. 1, 2023 DOI: 10.19783/ki.pspc.230464可实现低频输电系统不对称故障穿越的M3C电容电压均衡控制策略郑 涛1，康 恒1，宋伟男2(1.新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)，北京 102206；2.国网辽宁省电力有限公司大连供电公司，辽宁 大连 116000)摘要：低频输电作为一种新型输电技术，在海上风电送出、新能源场站送出等多个场景具有良好的应用前景。
但在不对称故障下，故障侧功率不对称将严重影响模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter, M3C)的电容电压均衡，对低频输电系统安全稳定运行产生不利影响。
为此，提出了一种可实现低频输电系统不对称故障穿越的M3C电容电压均衡控制策略。
首先，介绍M3C的系统结构及双αβ0数学模型，并分析不对称故障下电容电压不均衡的原因。
然后，基于双αβ0数学模型针对输电线路不对称故障情况计算桥臂功率不均衡分量的表达式，通过M3C功率平衡关系引入电流补偿分量，消除桥臂功率的不均衡，并得到适用于不对称故障的环流控制目标，进而通过环流控制实现故障下M3C电容电压的均衡。
最后，搭建基于M3C的低频输电系统仿真模型验证所提控制方案的可行性和有效性。
关键词：低频输电；模块化多电平矩阵变换器；环流控制；电容电压均衡Asymmetric fault ride-through control strategy for low-frequency transmission systems realizing the capacitor voltage balance of modular multilevel matrix convertersZHENG Tao1, KANG Heng1, SONG Weinan2(1. State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources (North China ElectricPower University), Beijing 102206, China; 2. Dalian Power Supply Company, State Grid LiaoningElectric Power Company, Dalian 116000, China)Abstract: As a new transmission technology, low frequency transmission has good application prospects in several scenarios such as offshore wind power transmission and new energy field station transmission. However, with asymmetric faults, the power asymmetry on the fault side will affect the capacitor voltage balance of the M3C and affect the stable operation of the low frequency transmission system. Therefore, an M3C capacitor voltage balance control strategy that can realize asymmetric fault ride-through in low frequency transmission systems is proposed. First, the system structure and dual αβ0 mathematical model of an M3C are introduced, and the causes of capacitor voltage imbalance under asymmetric faults are analyzed. Second, based on the dual αβ0 mathematical model for the transmission line asymmetric fault case, the expression for the bridge arm power imbalance component is calculated. Then the M3C power balance relationship introduces the current compensation to eliminate the power imbalance. It also obtains the circulating currents control objective applicable to asymmetric faults. Then through the loop current control it achieves the M3C capacitor voltage balance under faults. Finally, a simulation model of the M3C-based low frequency transmission system is built to verify the feasibility and effectiveness of the proposed control scheme.This work is supported by the Joint Fund of National Natural Science Foundation of China (No. U2166205).Key words: low frequency transmission system; modular multilevel matrix converter; circulating currents control;capacitor voltage balance基金项目：国家自然科学基金联合基金项目资助(U2166205)郑涛，等可实现低频输电系统不对称故障穿越的M3C电容电压均衡控制策略- 131 -0 引言低频输电技术，也被称为分频输电技术，通过AC/AC变频器将传统工频交流电变换为低频交流电进行输送，或者直接对新能源场站低频交流电进行送出[1-3]。
基于相位角原理的电力系统失步解列判据研究
况 ，Ｍ Ｃ 本 重 合 ， 此 时 通 过 动 态 模 拟 与 基
３反 方 向 （ Ｍ 间） ） 即Ａ 之 送端 （ ｌｆ ） ｆ ＞ ２ 该 状 态 如 图 ４ 此 时 潮 流 由Ｅ 沿 ， ２ 着 线 路 流 向 Ｅ ， 而 ｆ ＞ ２ 经 过 动 态 １ １ｆ。 模 拟 实 验 ， 的 变 化 每 个 周 期 都 经 过
６的大 小 变 化 ，进 而 引 起 线 路 相 位 角 的变 化 ， 经 过 动 态 模 拟 实 验 ， 中的 变 化 每 个 周期 都 经 过 ０ １０ 。 。一８ 。 ２ 正 方 向 （ Ｂ 间） ） 即Ｍ 之 受端 （ ｌｆ ） ｆ ＜ ２ 该 状 态 如 图 ３ 此 时 潮 流 由Ｅ 沿 ， ２ 着 线 路 流 向 Ｅｌ 而 ｆ ＜ ２。 经 过 动 态 ， １ｆ 模 拟 实 验 ， 的 变 化 每 个 周 期 都 经 过
１ 引言 ．
随 着 电 力 系 统 互 联 规 模 的 不 断 扩 大 ， 当互 联 系 统 间 发 生 振 荡 时 ， 如 果 没 有 有 效 的 方 法 来 进 行 识 别 和 控 制 ， 将 会 导 致 事 故 的 蔓 延 ，最 终 造 成 大 面 积 停 电 事 故 的 发 生 。 大步 时 ， 懈 列 电 网 联 络 线 足 最 举 奉 的 失 步 控 制 措 施 ，系 统 在 适 当 的 地 点 解 列 可 以 有 效 地 将 失 步 系 统 分 开 ，从 而 保 证 各 子系 统 的 稳 定运 行 。 ２ 系 统 失 步 振 荡 过 程 中相 位 角 的 变 ． 化规律 如 图１ ，对 于 图 １ 示 的 两 机 等 值 系 所 统 ，Ｅ 、Ｅ 为 两侧 等值 电源 的 电势 ， １ ２ ｆ 、 ｆ 为 等 值 电源 的 频 率 ，振 荡 中 心 在 ｌ ２ Ａ 两 点 之 间变 化 ，Ｍ 为 失步 解 列 装 置 的 Ｂ Ｒ 安 装 点 。Ｅ ＞２ ，无 功 从Ａ 向Ｂ １Ｅ时 流 ；反 之 Ｅ ＜ ２ ，无 功 从Ｂ 向Ａ 当ｆ ＞ ２ ，Ａ １Ｅ 时 流 。 ｌｆ 时 侧 为 送 端 ； ｆ ＜ ２ ，Ａ 为 受 端 。 定 义 ｌｆ 时 侧 潮 流 正 方 向 为 从 Ｍ 向Ｂ （ 母 线 流 向 线 流 从 路 ） ，振 荡 中 心 在 Ｍ 之 间 时 处 于 装 置 检 Ｂ 测 的 正 方 向 ， 振 荡 中心 在 Ａ 之 间 时 处 于 Ｍ 装 置 的检 测 反 方 向 。 １正 方 向 （ＪＢ 间） 端 （ ｌｆ ） ） ＮＭ 之 送 ｆ ＞ ２ 该 状 态 如 图２ 此 时潮 流 由Ｅ 沿 着 线 ， １ 路 流 向Ｅ ， 由于 潮 流 方 向为 有 功 功 率 的 ２ 流 向 ，而 频 率 反 映 了有 功 功 率 的大 小 ， 可 以直 观 的认 为 ｆ ＞ ２ ｌ ｆ ，从 而 引起 相 角 差 过 征 收特 别 费 来加 以扩 大 ，政 府 可将 架 空 线 入 地 支 出作 为 改善投 资环 境 ，吸 引更 多 资金 的 “ 子基 金 ” 。 种 （ ）减 免 税 收 。政 府 给 予 架 空 线 入 ４ 地 以长 期稳 定 的优 惠政 策 ，如 减 免 有关 税 收 ，按 照 “ 就低 不 就 高 ”的 原则 ， 收取 或 减 免 架 空线 入地 工 程所 涉 及 的路 面 开挖 等 惩 罚性 的收 费 。 （ ）拓 宽 资金 渠 道 ，加 大 管 线 企 业 ５ 的筹 资 力度 。管线 企业 在 城 网改 造 费用 不 足 的情 况下 ， 可 以其 资产 存量 、还贷 能 力 和 发 展 空间 作 为争 取银 行贷 款 的 条件 ，把 现 有 管 网资 产 与大 型开 发 项 目一起 捆 绑 ， 向银行 申请贷 款 。甚至 可 以质 押 收 费权 ， 通 过 市场 运 作 与银 行签 订贷 款 合 同 ， 以充 足 资金 超 前投 入 ，实现 ｌ ～ １年 不破 路 ， ０ ５ 作 为架 空 线入 地 贷款 还 本付 息 的 资金 。 管 线 企 业 还 可 运 用 发 行 企 业 债 券 的 筹 资 作
基于改进ucosφ的电网振荡解列判据研究
Ｙ ＡＮ Ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ， Ｄ Ａ ＮＧ Ｊ ｉ ｅ ， Ｌ Ｉ ＡＯ Ｑ ｉ ｎ ｇ － ｆ ｅ ｎ ， Ｔ Ａ ＮＧ Ｆ ｅ ｉ ， ＷＡ ＮＧ Ｙｉ — ｆ ｅ ｉ ， Ｔ Ｕ Ｌ ｉ ａ ｎ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ７ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｌ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｇ ｒ ｉ ｄ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ Ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ７ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
０１
基于 改进 ｃ ｏ ｓ 的电网振荡 解列判据研 究
杨 健 ， 党 杰 ， 廖清芬 ， 唐 飞 ， 王 乙斐 ， 涂 炼
（ １ ． 武 汉大 学 电 气工程 学 院 ， 湖北 武汉
摘
４ ３ ０ ０ ７ ２ ； ２ ． 华 中电 网有 限公 司 ， 湖北 武汉
４ ３ ０ ０ ７ ２ ）
要： 针对传 统 ｕ ｃ ｏ ｓ ￣ ｏ 解 列判据， 研究其有 效性以及局 限性 ， 基于等值 两机 系统 ， 指 出发 电机相对功角 在Ｏ 。 或
者３ ６ ０ ￣ 附近时刻时， ｕ ｅ ｏ ｓ ￣ ｏ 并不 能正确反映振荡 中心的 电压 ， ｕ ｃ ｏ ｓ ￣ ｏ 解列判据容易发生误判 。 此时， 需要对判据进行 适 当的修 正处理 ， 可 以较为准 确地 捕捉到 失步 系统的振荡 中心所在位 置 ， 对 于防止装置误判 、 事 故后 的解列控 制。 以及减少 由于解列造成的大 电网故障损失具有重要意义 。基于 四机两 区域 系统 的仿真验证 了该方 法的准确
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，[J]，电力自动化设备，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。
失步振荡解列装置原理浅析
失步振荡解列装置原理浅析摘要：电力系统的稳定运行，关系到供电的安全和可靠性。
为防止电力系统遭受到大的干扰造成稳定被破坏，目前广泛采用失步振荡解列装置来减少干扰对电力系统稳定的影响。
本文通过对失步振荡产生的原因、危害以及失步振荡解列装置的原理和操作方式进行简单介绍，帮助现场人员了解其工作原理，掌握如何操作。
关键词：失步、振荡、解列1、造成电力系统失步振荡的原因振荡的产生是由于电力系统正常运行状态时，受到某种原因的干扰时（如短路、故障切除、电源的投入或切除等），处于并列运行的同步发电机之间电势差和相角差将随时间变化，电力系统中各点的电压和各回路的电流也随之变化。
振荡的类型有两种：（1）同步振荡：振荡的幅度逐渐变小，功角的摆动逐渐衰减，最终在某一新的功角下稳定，但发电机仍以同步转速运行；（2）非同步振荡：振荡的幅度不断变大大，功角不断增大，一直达到脱出稳定的范围，使发电机失步，进入异步运行状态。
失步就是指系统稳定被破坏，两个调机群之间相对功角差不断增大而失去同步，其表现为潮流和电压的强烈振荡。
2、失步振荡解列装置的作用失步振荡解列装置是由振荡解列装置和失步解列装置组成，当系统遭受较大扰动失去稳定性时，按照预定的计算结果有计划的解列一部设备。
振荡解列装置是指执行振荡解列的自动装置，在电力系统受到较大干扰，发生非同步振荡时，为防止整个系统的稳定被破坏，经过一段时间或超过规定的振荡周期数后，在预定地点将系统进行解列。
电力系统发生失步时，破坏了稳定运行，于是出现振荡。
此时必须尽快使系统解列。
解列后可能破坏系统的功率平衡，导致频率和电压发生变化，因此需要对电源和负载进行调整，以维持系统功率的平衡，保持系统的稳定运行。
以此来解列的一系列软、硬件设备，统称为失步解列装置。
3、失步振荡解列装置的原理3.1失步解列装置工作原理失步解列装置作为电力系统失步时的跳闸启动装置，当电力系统失步时做出相应的处理：解列、切机、切负荷或启动其它使系统再同期的控制措施。
失步解列装置两级配置方案_刘福锁
失步解列装置两级配置方案刘福锁1,杨卫东1,方勇杰1,徐泰山1,李碧君1,姚秀萍2,孙谊媊2,常喜强2,王晓飞2(1.国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏省南京市210003;2.新疆电力调度中心,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830002)摘要:通过对含多个失步断面彼此相邻的复杂电网研究发现,如若整定不当,基于就地量的传统解列装置存在无序解列的潜在风险。
文中分析了传统协调配合方法的欠缺,指出传统方法难以兼顾解列装置的快速性和选择性,而利用系统通信的协调配合方法,需要更多的系统信息的配合,依赖于快速可靠的系统通信。
在对传统判据和协调配合方法研究的基础上,提出了解列装置定值两级配置方案,实现传统基于就地量失步解列装置可靠性、选择性和快速性的协调统一,有效解决了电网内部有多个失步断面彼此相邻或电气距离较近时,失步解列装置如何协调配置的问题。
关键词:失步解列;失步断面;协调配合;可靠性;选择性;快速性中图分类号:TM 712;TM762收稿日期:2008-12-29;修回日期:2009-03-17。
国家发改委“南瑞集团公司技术中心创新能力建设”和国家电网公司“电力系统安全稳定分析与控制”重点实验室完善建设资助项目。
0 引言失步解列作为防御系统崩溃的最后一道防线,在国内获得了广泛应用[1]。
电网的失步解列控制主要靠失步解列装置完成。
通常是根据事先大量的离线计算,在可能的失步断面配置解列装置,当系统发生失步振荡时,失步解列装置根据就地的量测信息,判断系统失步后解列系统。
传统解列装置的核心技术是完善的判据,以及防止各种情况下误动作的闭锁措施。
在结构比较坚强,失步断面比较分散的系统内,传统的解列装置基本能满足电网安全防御的需要[2]。
但对于有多个级联失步断面或某个失步断面有多个变电站级联的电网,对失步解列方案提出了特殊要求。
由于多个断面彼此相邻,当系统失步时,若配置不当,存在解列装置无序解列的潜在风险。
本文针对某实际电网有多个失步断面彼此相邻且有些断面有多个变电站级联的特殊问题,研究了复杂电网解列装置的配置方案,以解决多个断面间失步解列装置的协调配合问题。
电力系统失步解列研究综述
电力 系统 失 步 解 列研 究综 述
蓰、 埋 巳 瑾
（ 西安邮电学院 电子 工程 学院， 陕西 西安 ７０ ２ ） １ １ １
摘 要 ： 述 电 力 系统 失 步 解 列研 究现 状 ， 求 未来 发 展 方 向 。针 对 被 动 解 列 ， 过 分 析 其 配 置 方 法和 装 置 原 理 ， 综 寻 通 发
２ １ 基 于视 在 阻抗轨 迹 的失步解 列判 据 ．
中线路阻抗角不是 ９ ， 保证基于Ｕ ｏ￣ Ｊ ０ 为了 。 ｃ ｌ ｓ Ｎ失
步 的准确性 ， 可对角度进行补偿Ｌ 。 １
２ ３ 基 于视 在 阻抗 角原 理 的失步解 列判 据 ．
同样地 ， 当系统 振荡时 ， 解列装 置 的测量 电压 Ｕ 和测量 电流 ，之 间的夹 角 和功 角 之 间存在 一定 的 函数 关 系 。 以 图 １为例 ， 与 之 间 的关 系 可 以 仍
步后， 选择 合适 的解列 地点 ， 将不 同转 速 的发 电机分 割 在不 同的 电力 孤 岛 中 ， 得 同一 个孤 岛 中的 发 电 使 机 之 间保 持相 同转速 。因而 各个 电力 孤岛仍 能独 立
运行， 防止事故 在系统 中的进 一步 扩大 ＿ ］ １ 。 目前实 际 工程 中， 一般 是 在 电力 系 统某 一 典 型
电 。为 了避 免这种 情 况 的 出现 ， 对 失 步 的电 力 系 应 统 实施解列 。电力系统 失步 解列是 指 当 电力 系统 失
本 文首先 概述 了 目前 实 际系统 中的被动解 列配
置 方法 ， 目前 国内外常 用解列装 置 的原理 ， 及 然后介 绍 了主动解 列 的概 念 ， 细 阐 述 了主 动 解列 所 取得 详
的进展 。
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，[J]，电力自动化设备，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。
无电解电容变频器的母线电压振荡抑制研究
电气传动2023年第53卷第12期ELECTRIC DRIVE 2023Vol.53No.12摘要：针对传统电解电容变频器体积大、使用寿命短的问题，采用薄膜电容代替电解电容构成无电解电容交-直-交结构的变频器。
针对无电解电容变频器V/F 运行在低频过程中母线电压振荡的问题，首先根据感应电机的等效电路模型分析不同工作模式下的母线电压纹波和谐振特性，采用劳斯稳定判据分析无电解电容驱动系统的稳定条件；其次根据无电解电容驱动系统的数学模型，分析振荡过程中母线电压和定子无功电流的关系；最后提出基于定子电压定向的无功电流反馈控制策略抑制母线电压振荡，提高系统稳定性。
仿真和实验结果表明，所提控制策略能够在全域范围内实现感应电机的稳定运行，有效提高系统稳定性。
关键词：无电解电容变频器；无功电流；感应电机；谐振抑制中图分类号：TM732文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd24931Research on Bus Voltage Oscillation Suppression of Electrolytic Capacitor -less InverterYANG Yifan 1，YIN Han 2，LU Zhiye 3，YU Xueying 3（1.Aerospace Architecture Design and Research Institute Co ．，Ltd ．，Beijing 100162，China ；2.Shenyang Aerospace Mitsubishi Motors Engine Manufacturing Co.，Ltd.，Shenyang 110179，Liaoning ，China ；3.Institute of Electrical and Information ，Northeast Agricultural University ，Harbin 150030，Heilongjiang ，China ）Abstract:In order to solve the problems of large volume and short service life of the traditional electrolytic capacitor frequency converter ，the thin film capacitor was used to replace the electrolytic capacitor to constitute the AC -DC -AC frequency converter without electrolytic capacitor.Aiming at the problem of bus voltage oscillation in the process of low frequency V/F operation of electrolytic capacitor-less inverter ，firstly ，the bus voltage ripple and resonance in different working modes were analyzed according to the equivalent circuit model of induction motor ，and the stability condition of electrolytic capacitor-less drive system was analyzed by using Rous stability criterion.Secondly ，according to the mathematical model of the drive system without electrolytic capacitor ，the relationship between the bus voltage and the stator reactive current during the oscillation process was analyzed.Finally ，a reactive current feedback control strategy based on stator voltage direction was proposed to suppress bus voltage oscillation and improve system stability.The simulation and experimental results show that the proposed control strategy can realize the stable operation of the induction motor in the global range and effectively improve the stability of the system.Key words:electrolytic capacitor-less inverter ；reactive current ；induction motor ；resonance suppression作者简介：杨逸帆（1991—），男，硕士，工程师，主要研究方向为电机驱动控制与故障诊断，Email ：***********************无电解电容变频器的母线电压振荡抑制研究杨逸帆1，尹晗2，陆治冶3，于雪莹3（1.航天规划设计集团有限公司，北京100162；2.沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司，辽宁沈阳110179；3.东北农业大学电气与信息学院，黑龙江哈尔滨150030）近年来，通用变频器在工业传动的诸多领域都得到了广泛的应用，现在变频器拓扑普遍采用交-直-交变换结构，通过直流母线电容实现整流侧和逆变侧的隔离，同时直流电容为逆变模块提供稳定的直流电压[1]。
失步中心的定位方法及影响因素的研究
失步中心的定位方法及影响因素的研究杨国杰;张艳霞;陶翔;李莹【摘要】以两侧电势幅值不同、全系统阻抗角不相等的等值双机系统为例,基于母线处测量阻抗轨迹和全系统阻抗折线的数学解析式,提出了一种失步中心的定位方法.为了找到两侧系统运行方式变化、两侧系统电势幅值比变化和全系统阻抗角不相等对失步中心位置的影响规律,本文构造了位置函数.通过两侧系统电势幅值比与关键节点位置函数的比较,研究了两侧系统运行方式变化对失步中心位置的影响规律.通过分析结合仿真的方法研究了电力系统两侧电势幅值比变化以及全系统阻抗角不相等对失步中心位置的影响规律.所做工作有助于实时失步解列控制方案的设计和实现.%Taking a two-terminal equivalent system model with potential amplitude inequality and elements impedance phase angle irregularity as an example,this research presents a positioning method of out-of-step centre,based on mathematical analytical formula of the trajectory of measured impedance on the bus and the broken line of the whole power system impedance.To find the influence rules of operation mode changes of power systems,the potential amplitude's proportion changes of two-terminal power system and the inequality of the impedance phase angle of the whole system to the location of out-of-step centre,location function is constructed in this thesis.Through the comparison between the potential amplitude's proportion of two-terminal power system and the location function of key node,this thesis studies the influence rules of operation mode changes of power systems to the location of out-of-step centre.The influence rules of the potential amplitude's proportion changes of two-terminal power system and the inequality of the impedance phase angle of the whole system to the location of out-of-step centre are re-searched by analysis and simulation.All the work is beneficial to design and realize the scheme on the real-time control of out-of-step splitting.【期刊名称】《天津理工大学学报》【年(卷),期】2017(033)004【总页数】6页(P21-25,29)【关键词】失步振荡;失步中心定位;两侧系统运行方式变化;两侧系统电势幅值不等;全系统阻抗角不相等【作者】杨国杰;张艳霞;陶翔;李莹【作者单位】天津大学智能电网教育部重点实验室,天津300072;天津大学智能电网教育部重点实验室,天津300072;天津大学智能电网教育部重点实验室,天津300072;天津大学智能电网教育部重点实验室,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TM761近年来特高压交流电网的投运、新能源的大量利用及智能电网的建设，使得电力系统得到了长足的发展，但同时对电力系统的安全稳定控制也提出了更高的要求.大电力系统可靠性的最重要问题是防止系统崩溃造成大面积停电.当电力系统失去同步而发生振荡时，防止事故扩大造成全网崩溃的最基本方法是从失步中心将失步系统解列[1-3].实际工程中使用的基于本地量的失步解列装置，一般是通过对典型失稳模式的离线计算来判断失步断面并配置安装解列装置的，各解列装置以测量振荡中心是否在本线路上作为动作依据.因此，当振荡中心转移时会造成失步解列装置无序动作，加剧对失稳系统的影响[4].文献[5]通过有功功率传输方向的改变来判断系统是否失稳，基于视在阻抗角的判据判断失步中心的位置，但该方法仅能检测失步振荡周期大于100 ms情形下的失步中心.文献[6]所述基于U cosφ的判据可以确定失步中心出现时刻，但无法捕捉失步中心的位置，且实际应用时需要根据线路参数进行阻抗角的补偿.文献[7-9]基于无功功率积分定位振荡中心，采用多端电气参量对失步中心进行定位和捕捉，能自动适应电网结构和运行方式的变化，但当振荡中心在相邻两条线路上快速来回迁移时，失步中心和振荡中心的定位都难以实现.文献[10]研究了两侧电势幅值不等且全系统阻抗角不相同情况下失步中心的定位方法，但未考虑两侧系统运行方式变化对失步中心位置的影响.由以上分析可见目前对失步中心的定位方法还有待于进一步深入研究.本文以双机模型为例，提出了一种失步中心的定位方法.在此基础上，基于母线处测量阻抗轨迹的数学解析式，采用数形结合的方法，系统地研究了两侧系统运行方式变化、两侧系统电势幅值比变化、全系统阻抗角不相等对失步中心位置的影响规律，为深入研究失步中心的定位和自适应解列控制策略提供了理论支撑.振荡中心是失步振荡系统中当两侧电势相角差振荡到δ时系统中电压幅值最低的点，每一个d对应着一个振荡中心；当δ在180°附近时，振荡中心处电压幅值降为0，该点被称为失步中心.所以，失步中心是特定时刻的振荡中心.双侧电源等值系统如图1所示，设M为送电侧，N为受电侧，EM和EN分别为送电侧和受电侧系统电势，以EM为参考相量，EN滞后EM的相角为δ，其幅值是 EM的ρE倍，即有EN/EM= ρEe-jδ.ZM=|ZM|ejφM、ZL=|ZL|ejφL、ZN=|ZN|ejφN分别为 M 侧等值系统、输电线路、N侧等值系统的阻抗，并令ZΣ=ZM=ZL+ZN=|ZΣ|ejφΣ.分析中采用如下假设：1）在系统失步振荡的频率变化范围内，系统各元件的阻抗保持不变；2）结合实际电网参数，假定两侧系统等值阻抗角小于线路阻抗角，即φM＜φL 且φN＜φL；3）系统发生失步振荡后，两侧电势幅值比ρE保持不变.由于系统中各母线电压为（1±5%）UN，所以ρE取值范围为0.9～1.1.失步振荡后，两侧电势相角差δ在0°～360°范围之间单向摆动，系统电流为M侧母线电压为则M侧保护的测量阻抗为将式（1）代入上式，得在复数阻抗平面上，以M侧系统端点S为原点作阻抗图，则M点至M侧系统端点S对应的阻抗为ZM，输电线路MN的阻抗为ZL，N点至N侧系统端点R对应的阻抗为ZN，如图2所示.根据文献[12]，当ρE=1 时，Zk·M的轨迹是一条垂直于的直线；当ρE≠1 时，ρE取不同的值，Zk·M的轨迹便是图 2 中圆心位于延长线上或延长线上的一簇阻抗圆.采用字母O来表示阻抗圆（或直线）上的点，当EN以EM为参考轴顺时针旋转时，也即功角δ由0°至360°摆动的过程中，动点O顺着O1→O2→O3→O4的方向在阻抗轨迹圆上移动，动点O扫过完整的一个圆对应着功角δ摆动了360°.M点到轨迹圆（或直线）上O点的连线即代表某一时刻M母线上得到的测量阻抗，如图中分别代表不同时刻的Zk·M.进一步可知折线S→M→N→R上任一点与轨迹圆（或直线）上O点连线构成的相量表示该点的测量阻抗.因此S点测量阻抗为点测量阻抗为从而可以得到这意味着在复数阻抗平面内，测量阻抗轨迹O代表着到两固定点R、S的距离之比等于ρE的点的集合.对于等值两机系统，失步中心是指一个振荡周期内δ≈180°时刻电压幅值降为零的点.相应地，在图2中，折线S→M→N→R上测量阻抗值为零的点即为失步中心.以ρE=0.9的轨迹圆为例，它与折线S→M→N→R的交点为Q.当动点O在测量阻抗轨迹上运动到Q点时，Q点到动点O的连线长度为零，即Q点的测量阻抗值为零.所以，Q点便是ρE=0.9对应的失步中心.由此可见，在复数阻抗平面上，测量阻抗的轨迹圆（或直线）与折线S→M→N→R的交点即为失步中心.如果能得到测量阻抗轨迹和折线S→M→N→R 的数学解析式，联立方程求解交点，便能得到失步中心的位置.图2中S点坐标为（0，0）；M点坐标为（|ZM|·cosφM，|ZM|·sinφL），记为M（RM，XM）；N点的坐标为（|ZM|·cosφM+|ZL|·sinφL，|ZM|·simφM+|ZL|·sinφL），记为N （RN，XN）；R点坐标为|ZM|·cosφM+|ZL|·cosφL+|ZN|·cosφN，|ZM|·sinφM+|ZL|·sinφL+|ZN|·sinφN），记为R（RR，XR）.可分别写出S→M 、M→N 、N→R 三线段的直线方程.式中，r和x分别为表示复数阻抗平面上点的横纵坐标的变量.前文已证，测量阻抗轨迹代表着复数阻抗平面内到两固定点R、S的距离之比等于ρE的点的集合.所以，测量阻抗轨迹除了可用式（4）表达外，用变量r、x表达的方程为其中为测量阻抗轨迹上点到R点的距离为测量阻抗轨迹上点到S点的距离.将上式化简，可得从而，失步中心可以通过如下步骤定位：1）根据ρE值，选择测量阻抗轨迹方程为式（9）或（10）.若ρE=1 ，采用式（9）；若ρE≠1，采用式（10）；2）将测量阻抗轨迹方程与式（5）联立，得交点.Q1（r1，x1）若0＜r1≤RM，则Q1（r1，x1）便是失步中心；否则，采用下一步；3）将测量阻抗轨迹方程与式（6）联立，得交点Q2（r2，x2）.若RM＜r2≤RN，则Q2（r2，x2）便是失步中心；否则，采用下一步；4）将测量阻抗轨迹方程与式（7）联立，得交点Q3（r3，x3）.Q3（r3，x3）便是失步中心。
电压互感器二次回路故障建模仿真处理
电压互感器二次回路故障建模仿真处理潘鹏飞;李健;唐宏丹;陈兴元【摘要】以大连供电公司变电站自动化监控系统升级改造工程为背景,针对电压互感器二次回路单相断线导致测量与计量异常的问题,提出了对故障现场的回路及接线方式建立等效模型,利用PSpice软件进行模拟仿真的方法,得到电压互感器在不同的使用情况下,发生单相断线故障时的的仿真结果,与现场异常发生时的电压测量值相吻合,找到了发生电压异常的原因.并利用建立好的物理模型对故障问题进行分析,给出便于监控人员及时发现电压异常及提高测量精度的处理方法.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2016(037)011【总页数】4页(P52-55)【关键词】电压互感器;单相故障;物理建模;PSpice【作者】潘鹏飞;李健;唐宏丹;陈兴元【作者单位】国网大连供电公司, 辽宁大连 116011;国网大连供电公司, 辽宁大连116011;国网大连供电公司, 辽宁大连 116011;国网大连供电公司, 辽宁大连116011【正文语种】中文【中图分类】TM451随着越来越多无人值班变电站的投入运行及智能变电站的开工建设，调度自动化厂站端系统的地位越来越重要，负责完成变电站内电气量和非电量的采集、处理、传送及显示等功能［1］，帮助运行、调度人员监视整个电网状态。
在实际生产中，变电站内母线相电压、线电压是运行值班人员日常巡视最为关注的数据之一。
当电压互感器二次回路出现异常时，运行人员通常通过监控系统便可以对故障进行初步判断［2］，并进行处理，但出现电压互感器二次回路单相断线时，由于其表现特征比较隐蔽很容易被忽略，导致异常情况长时间存在。
本文以220 kV变电站内66 kV母线电压为研究对象，分析某变电站66 kVⅠ母线电压互感器二次回路单相（C相）断开后对整个计量和测量回路的影响，并提出相应的解决措施。
在电力系统中，电压互感器的接线方式有多种，其中使用最为广泛的接线方式是用3台单相三绕组电压互感器构成YN，yn，d0或YN，y，d0的接线形式，广泛应用于3～220 kV系统中，其二次绕组用于测量相间电压和单相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形，供接入交流电网绝缘监视仪表和继电器用，其电压互感器的一、二次接线如图1所示。
华东电网持证上岗考试复习题(稳定部分)
华东电网持证上岗考试复习题（稳定部分）（下划线为填空，括号内为答案）1. 合理的＿＿＿＿（电网结构），是保证电力系统安全稳定运行的客观物质基础，其基本内容是执行电网＿＿（分层）和＿＿（分区）的原则。
2. 在可能发生发电机自励磁的系统中，可采用＿＿＿＿（并联电抗器），在线路末端联接变压器或改变运行方式，从而改变系统运行参数，使阻抗＿＿（小于）线路容抗。
3. 快速切除线路与母线的短路故障，是提高电力系统的＿＿＿＿（暂态稳定）的最重要的手段。
4. 电力系统的暂态过程有三种：即＿（波）过程、＿＿＿＿（电磁暂态）过程和＿＿＿＿（机电暂态）过程。
5. 同步发电机的振荡包括＿＿（同步）振荡和＿＿（异步）振荡。
6. 电磁环网是指不同＿＿＿＿（电压等级）运行的线路,通过＿＿＿（变压器）电磁回路的联接而构成的环路。
7. 当发电机组接空载长线路或串联电容补偿度过大的线路上容易发生＿＿＿（自励磁）。
8. 提高电力系统安全稳定水平的三项基本条件是（1）合理的＿＿＿＿（电网结构）；（2）对所设计或所运行的电力系统进行全面的研究分析，掌握系统情况，并采取了各种切实可行的＿＿（技术）措施和＿＿（管理）措施，保障电力系统的安全稳定运行。
（3）建立保证电力系统安全稳定运行的＿＿＿＿（最后一道）防线。
9. 华东电网稳定运行规定主要依据《＿＿＿＿＿＿＿＿（电力系统安全稳定）导则》和《华东电网＿＿＿＿＿＿＿＿（安全稳定计算管理）暂行规定》。
10. 100MW及以上容量机组的失磁保护和失步保护按调度管辖范围，经有关＿＿＿＿（调度部门）核定后，必须投入运行。
11. 500kV线路高频保护停，要求＿＿（线路）陪停。
500kV母线差动保护全停，要求＿＿（母线）陪停。
12. 500kV线路单相重合闸时间，堡任5231为＿＿＿（1.0）秒、堡上5233、5234为＿＿＿（1.0）秒、任上5237、5238为＿＿＿（1.2）秒、上江5241、5242为＿＿＿（1.0）秒、盐泰5255、盐兴5256为＿＿＿（1.0）秒。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第35卷第12期中国电机工程学报V ol.35 No.12 Jun. 20, 20152998 2015年6月20日Proceedings of the CSEE ©2015 Chin.Soc.for Elec.Eng.DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.12.010 文章编号：0258-8013 (2015) 12-2998-10 中图分类号：TM 72 基于母线电压频率的失步振荡解列判据研究唐飞1，杨健2，廖清芬1，郭珂1，叶笑莉1，王乙斐1，陈恩泽3(1．武汉大学电气工程学院，湖北省武汉市 430072；2．南方电网科学研究院，广东省广州市 510080；3．淮安供电公司，江苏省淮安市 223001)Study on Out-of-step Oscillation Criterion Based on Bus Voltage FrequencyTANG Fei1, YANG Jian2, LIAO Qingfen1, GUO Ke1, YE Xiaoli1, WANG Yifei1, CHEN Enze3(1. School of Electrical Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, Hubei Province, China;2. Electric Power Research Institute, China Southern Power Grid, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China;3. State Grid Huaian Power Supply Company, Huaian 223001, Jiangsu Province, China)ABSTRACT: On the background of complicated and interconnected area power grids, to study on the splitting criterion which can capture the out-of-step center timely and accurately is the premise of the splitting strategy. The frequency characteristic of electric parameters of the out-of- step center was studied and a splitting criterion based on bus voltage frequency was proposed in this paper. Firstly, the out- of-step model of power grids was constructed and solved to get the analytical expression of the voltage frequency of any position in the transmission line, and the frequency characteristic of the out-of-step center and non-out-of-step center was analyzed in detail. Then the typical scenario of the migration of the out-of-step center was built and laws of the voltage frequency for the scenario were studied. At last, the splitting criterion based on bus voltage frequency was proposed and the instruction of the criterion was presented. Furthermore, the criterion is easy to realize and the out-of-step center can be located within half of the out-of-step cycle. The proposed criterion can adapt to the migration of the out-of-step center and is not limited to the change of the structure and operation mode of the power grids. The accuracy and effectiveness were verified in the simulations of CEPRI 36-node standard power system and interconnected network example of one actual region.KEY WORDS: out-of-step oscillation; splitting criterion; voltage frequency; out-of-step center摘要：在复杂互联电网背景下，研究能够实时、准确判定失步中心的解列判据是电网实施解列的先决条件。
从瞬时频率的角度研究失步中心电气量的特性，提出基于母线电压频率基金项目：国家电网公司大电网重大专项资助项目课题(SGCC- MPLG029-2012)；中央高校基本科研业务费专项资金(2042014kf008)。
Supported by State Grid Corporation of China, Major Projects on Planning and Operation Control of Large Scale Grid (SGCC-MPLG029- 2012); Fundamental Research Funds for the Central Universities(2042014kf008). 的电力系统失步解列判据。
首先，通过建立与求解电网的失步模型，得到失步振荡时任意位置的电压频率解析表达式，详细分析失步中心与非失步中心的电压频率特性。
然后，构造失步中心迁移的典型场景，研究该场景下电压频率的变化规律。
最后，提出基于母线电压频率的解列判据，给出判据的使用说明。
判据实现较简单，判据可以适应失步中心的迁移，且不受电网结构与运行方式的限制。
CEPRI 36节点系统和某实际区域互联电网算例的仿真结果验证了所提判据的正确性和有效性。
关键词：失步振荡；解列判据；电压频率；失步中心0 引言随着我国长距离、大容量、互联电网的发展，区域之间的电力交换不断增强[1-3]，为我国带来了巨大社会和经济效益。
但是由于电网结构和运行方式复杂度的提高，导致电网发生连锁故障甚至大停电事故的风险增加[4-5]。
失步解列作为系统第三道防线的重要组成部分，对防止电网崩溃和大面积停电事故具有重要意义。
当前，失步解列装置以捕捉失步振荡中心作为核心判别手段，因此对失步解列判据的研究成为学者们研究的热点。
在系统失步过程中，失步振荡中心作为系统的电压最低点[6-9]，具有线路有功周期性过零[7]、势能最大、两侧无功总体向中心注入[10]以及两侧母线电压相角差在0~360°周期性连续变化等电气量特性。
针对失步振荡中心的应用，国外学者和研究机构主要围绕失步继电器[11-12]、失步预测与判别[13-14]和距离继电器闭锁[15]等方面展开，但前提条件都是电网结构本身并不复杂，失稳模式单一，并未考虑失步振荡中心出现动态迁移的情况。
第12期唐飞等：基于母线电压频率的失步振荡解列判据研究 2999国内实际的失步解列装置，以系统失步后失步中心所在支路电气量的变化规律为依据定位失步中心并衍生出不同的失步解列判据。
按照失步振荡中心是否发生迁移，现有的判据在适应度上存在不同程度的问题：1）当系统振荡模式比较单一，振荡中心不发生迁移。
u cosϕ判据[16]反映电压最低点，通过u cosϕ轨迹在失步周期内逐级穿越7个区域捕捉失步振荡中心，可以准确地识别失步中心出现的时刻，但是难以判定失步中心的具体位置；相位角判据[17]依据失步时相角的变化规律，虽然能够明确失步中心的方向，但无法获知失步中心的详细位置；视在阻抗轨迹判据[18]和阻抗角判据[19]都是依据失步断面有功周期性过零原理，但非失步中心线路也会出现有功过零现象，容易造成装置误判；无功功率积分判据[20]通过对失步周期内的联络线两侧的无功进行积分计算判别失步中心，但受限于积分起点难以选择及积分周期不易确定，缺乏实用性。
因此，实际失步解列装置大都采取复合判据以达到更好的可靠性。
2）失步中心因系统振荡模式等原因在多个断面间快速动态迁移。
大量仿真及实际运行事故分析研究表明，大区互联电网失步后，上述判据的适应性进一步降低。
如u cosϕ判据由于轨迹缺乏完整性，具体表现为轨迹仅仅穿越较少的区域无法达到动作门限，造成拒动作；视在阻抗轨迹判据和阻抗角判据对出现的多个有功周期过零点频繁记录并启动，易造成误判。
即便采用复合判据也无法从根本上解决这些固有问题，失步中心的迁移行为对失步解列装置的正常动作带来巨大挑战，可能造成严重后果[21]。
因此，为了实时准确识别与定位失步中心，较好地应对失步中心的动态迁移，是目前亟待解决的新问题。
通过频率特性研究失步中心的识别与定位是一种新的尝试。
文献[22-23]提出了基于频率特征的失步中心定位方法和相关判据。
但是，研究并不深入，存在的问题主要包括：1）电流的瞬时频率不易测量，导致方法的实际应用比较困难；2）电网失步后，系统两侧频率不再一致，利用画相量图进行求解的方法需要进一步讨论与研究；3）经过公式推导得出的电压频率曲线极值被固定为系统两侧等值电势的频率，与实际情况并不相符。
因此，上述通过频率特性对失步中心的研究需要进一步深入。
鉴于此，本文首先基于等值两机系统进行详细的理论推导与求解，得到失步中心与非失步中心的瞬时电压频率解析表达式，讨论极值的分布，并具体分析电网失步时失步中心与非失步中心在不同电压幅值比情况下的电压频率特性；进而得出失步中心迁移典型场景下的电压频率变化规律；最后，提出基于母线电压频率的失步解列判据，并在CEPRI 36节点系统和某实际区域互联电网算例中进行了验证。