基于广域量测的电力系统保护与控制研究

基于广域量测的电力系统保护与控制研究

主讲人：王晓茹

主要内容：

Key issue: definition .analysis .control methods .simulation tools

Background: wide area protection and control

Example: frequency stability control .voltage stability monitoring .electromechanical wave continuum model for power

1，双极理想电机——建模——磁链方程

（有名值）abc坐标通过派克坐标变换成为dpo坐标（标幺值数学模型） 七阶模型：四阶、六阶模型

2，电磁暂态输电线路模型：分布参数、贝瑞隆方法；集中参数模型（电阻-电感串联支路的数学模型）

3，电网数学模型——节点电压方程

三相对称电间潮流方程—坐标系、xy0坐标系、αβ坐标系

克拉克（CLARKE）变换矩阵——模变换

4，微分模型，但电网用潮流方程（不是微分模型）（各个元件） 5，继电保护——能地快速切除故障

尽可能小范围隔离故障、尽可能快地隔离故障

6，Special protection schemes（安全稳定控制）：SPS

RAS:Remedial action scheme

保护控制是电力系统的核心

暂态稳定问题——电力系统稳定性（同步稳定问题）

7，电力系统稳定性定义 受扰后，恢复平衡运行状态的能力

机械力矩（电磁力矩：转子减速）

暂态不稳定 ：各电机转速不同，负荷改变

1）小耦合稳定与暂态稳定（非常复杂，不能线性化）——角稳定（短时稳定） A， 耦合能线性化处理

B， 不需考虑慢动态过程部分

2）电压稳定：持续下降、突然下降

3）频率稳定：有功功率不平衡，解列形成孤岛

角不稳定：发电机公角出现振荡（非线性变化、摆动），失去同步 电压不稳定：大

频率：严重的情况，整个系统电机与负载间的不平衡，频率升高、下降（理论上没什么关系，频率到达了一个阀值，过高则发电机要掉，过低则被切机，从而导致系统更加不平衡）

8，远动系统：四遥 遥信、测、控

同步相量技术

电网：静、动态测量技术

A， 上世纪90年代 1999-2001年基于广域量测的保护是热点（国外） B， 电工：广域量保护——国家自然科学基金

9，电力系统仿真概述

仿真软件：离线、实时、超实时仿真技术（难未做到）

A,电磁暂态过程仿真：数微妙至数秒（含雷电仿真）

B,中长期状态仿真

C,1.2亿人民币，RTDS全数字实时仿真系统，南方电网

D,APPSS中国电力科学院 300万元、我校（08年研制，09年科技一等奖） E,电力和通信系统同步仿真平台

基于广域量测的系统——异步的