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指标 r 可以通过 WAMS 的数据进行实时计算。对上式进行数学变换:
可见,指标 r 在几何上反映轨迹凹凸性随时间的变化率。当轨迹位于上半平面内穿越拐点曲线进入凸区域(l>0)且指标 r>0 时,表示凹凸性对时间的变化率 dl / dt>-3lkω 0,由本系列文章(一)知相轨迹在穿越拐点曲线时相轨迹斜率 k 为负值。r > 0 表示轨迹以一定的速度穿越拐点,随时间增长向凸区域内持续发展而不会停留在拐点附近。
当相轨迹位于下半平面穿越拐点进入凸区域(l < 0),此时若辅助指标 r < 0,根据与上面相似的结论,可以得出轨迹穿越拐点进入凸区域后有一定的速度向凸区域持续发展,轨迹反向失稳。
综上2 种情况,多机系统中不稳定判别的辅助指标可以记为 μ=rΔω>0,表示轨迹由凹区域以一定的速度穿越拐点进入凸区域,不会停留在拐点邻域内,从而导致系统失稳。
辅助不稳定判据可以简化为:
对于多机系统的不稳定综合判据为:
τ >0 且 μ>0
4基于响应的多机系统不稳定性判别流程
a.检测到大扰动发生则启动以下流程。
b.读入当前时刻的实测数据,包括各发电机的功角、角速度和不平衡功率信息,并进行各机组功角预测。
c.读入当前时刻的实测数据,包括各发电机的功角、角速度和不平衡功率信息,并进行各机组功角预测。
d.进行系统等值计算,将多机系统等值为一个单机非自治系统。
e.分别计算不稳定指标 τ 和 μ。
f.若满足不稳定综合判据,判定系统将会失稳,输出判定结果,进入控制量计算及实施控制环节,完成后回到步骤 b;否则,直接回到步骤 b 等待下一时刻数据读入。
5算例仿真
算例仿真用仿真软件 PSASP 对 IEEE 标准10 机 39 节点系统和三华实际大电网做了大量的仿真,用仿真输出的故障切除后一段数据作为WAMS 的实测数据,并将仿真所得稳定结论(需要仿真几秒钟暂态的过程)与本方法的判别结果(仅需要更短时间采样的过程)比较,验证了该方案的可行性。
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