PDF《计及低频减载动作的最大暂态频率偏移快速估计》

1 最大暂态频率偏移估计模型结构 1.

1 问题分析 当受端系统发生直流闭锁等严重功率扰动时,

7 2 第4 3卷第1 2期2019年6月2 5日Vol.43N o .

1 2J u n e2 5,

2 0

1 9 D O I :

1 0.

7 5

0 0 / A E P S

2 0

1 8

0 6

3 0

0 0

3 频率快速下降.系统频率f 变化由惯性方程决定: Tj d f d t =Pm -Pe (

1 ) 式中: Tj 为系统总惯性时间常数;

Pm 为与原动机― 调速系统动态响应特性有关的系统机械功率;

Pe 为 系统电磁功率, 由三部分构成 Pe =P0 +Pd -PΣ s (

2 ) 式中: P0 为扰动前初始负荷;

Pd 为扰动量;

PΣ s 为UFLS实际总切负荷量. PΣ s 为系 统UFLS各轮次所切负荷量Ps i 之和, 具体切负荷量与 U F L S实际动作轮数ns 有关, 而ns 又取决于系统频率动态过程, 即PΣ s =∑ n s i=1 Ps i ns =g( f) (

3 ) 式( 1) ―式( 3) 共同描述了系统的频率动态过 程.可知, 频率响应过程与 U F L S 动作互为因果, 是相互耦合的. 式(

1 ) 和式( 2) 的原动机―调速系统动态与惯性 响应是连续过程, 而式( 3) 的UFLS响应则是离散 事件.因此, 在直流闭锁等导致 U F L S动作的扰动 下, 对扰动后的系统最大暂态频率偏移进行估计, 是 典型的离散―连续混合系统动态分析问题. 1.

2 最大暂态频率偏移估计模型的分解建模 由于离散系统与连续系统的响应特性存在较大 差异, 在离散―连续混合系统分析中, 一般将离散系 统和连续系统分解后分别建模. 在估计系统暂态频率偏移时, 针对式(1) 和式(

2 ) 描述的连续系统构建最大频率偏移估计子模 型F, 分析不考虑后续 U F L S动作时系统的动态频 率响应;

针对式( 3) 描述的离散系统构建 U F L S 响 应子模型 U, 判断 U F L S动作情况.F和U与实际 电力系统频率分析模型的关系如图1所示. 图1 频率偏移估计模型与实际频率分析模型的关系 F i g .

1 R e l a t i o n s h i pb e t w e e nf r e q u e n c yd e v i a t i o n e s t i m a t i o nm o d e l a n da c t u a l f r e q u e n c ya n a l y s i sm o d e l 当UFLS动作切除不同轮次负荷时, 除系统等 效扰动量发生变化外, 负荷频率特性与电压特性也 会发生变化, 进而影响系统频率响应.因此, 对于一 个有n 轮UFLS的电力系统, 本文分别建立判断第 i轮UFLS是否动作的子模型Ui和分析第i 轮UFLS动作而第i+1轮不动作时系统频率偏移的 子模型F i.特别地, 当i=0时, 子模型F

0 分析系统 所有 U F L S轮次均不动作时的系统暂态频率偏移. 1.

3 训练样本集生成 训练 F和U子模型前, 需要首先生成相应的训 练样本集.由于子模型 U i 和F i 的输入输出及应用 场景不同, 二者的训练样本集需要分别生成. 子模型F i 用于分析第i轮UFLS动作而第i+ 1轮UFLS不动作时的系统最大暂态频率偏移, 需 选择 触发前i 轮UFLS而不会触发第i+1 轮UFLS的样本, 即各个子模型 F 的训练样本集应满 足式(

4 ) 和式(

5 ) 所示的关系. XF i ∩XF j =? 0≤ i<

j≤ n (

4 ) XF

0 ∪…∪XF i ∪…∪XF n =XF 0<

i<

n (

5 ) 式中: XF 为模型 F的总训练样本集;

XF i 和XF j 分 别为子模型 F i 和Fj的训练样本子集;

?表示空集;

n 为UFLS的总轮数. 子模型 U i 用于判断第 i轮UFLS是否动作, 其 训练样本应包含触发第i轮UFLS动作和未触发第 i轮UFLS的样本.特别地, 触发第i 轮UFLS动 作的样本还应包含触发第i+1轮UFLS动作和未 触发 第i+1 轮UFLS两种情形. 因此, 子模型Ui+1 的训练样本 应包含在子模型 U i 的训练样本 中, 不同 U 子模型的训练样本集应满足式(