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基于控制时刻角速度偏差的切机量计算方法

更新时间:2016-07-05

随着电网规模的不断扩大、特高压互联系统的大规模发展以及间歇式新能源的接入比例逐步增加,使得电力网架结构变得越来越复杂,电网大扰动后的行为特性发生了巨大变化,电网的稳定性问题越来越突出。

目前,国内外电力系统的紧急控制决策系统的实现方式主要依托于紧急控制策略表[1-3]。紧急控制策略表的优点是控制策略的投入速度快,不需要等待系统暂态过程的发展,当实际场景与预想事故一致时,阻止系统失步的效果明显[4-5]。但其缺点有:故障集(与系统的运行状态、故障条件、运行方式等相关)的样本数量太大,需要进行大量的仿真计算;稳定性的判别与控制策略的准确性依赖于仿真系统的模型和参数的准确性,其有效性依赖于实际故障与预想事故的贴合度。因此基于稳定策略表的紧急控制方法,有其无法避免的局限性。

糖类与脂质反应,导致生成schiff碱,Schiff碱不稳定,进一步形成amadori产物,amadori产物是早期糖化作用的标志性物质,可与其他物质作用,通过氧化或非氧化途径产生AGEs。AGEs产生过程(如图1)主要通过3步反应产生[4]: a具有还原性氨基的大分子与葡萄糖等含有醛基物质发生加成反应,形成可逆的schiff碱;b可逆的schiff碱发生重排,形成amadori产物,该物质能在蛋白质中沉积;cAmadori产物经过一系列的脱水、重排,形成具有高度活性的羰基化合物,其与蛋白质的还原性氨基发生反应,生成AGEs,进而又与相邻蛋白上的游离氨基以共价键结合,形成AGEs交联结构。

“实时计算,实时匹配”作为最理想的控制方式,是所想要达到的目标。随着广域测量系统(WAMS)在电网的逐步安装,使得控制中心实时获取系统的动态响应信息已经成为可能。WAMS使得人们能实时地观测系统的状态,挖掘实时信息当中关于系统稳定性的深层信息,进行全系统的实时动态监控,能够保证控制措施与故障的实时匹配。研究基于响应的紧急控制策略,现阶段可以作为安控策略表失配或漏配时的附加紧急控制措施,避免事故进一步发展导致大停电的发生,能够提高系统运行的可靠性;而在未来随着实时控制理论的发展和完善,基于响应的紧急控制策略可以代替安控策略表,实现“实时计算,实时匹配”的控制模式。因此,开展实时信息挖掘相关的研究工作,对电力系统的安全稳定运行具有重要意义。文献[6-7]可以通过响应信息实时跟踪系统的稳定性,为实时控制的计算提供了前提,而如何根据实时信息去寻找当前场景下所对应的有效紧急控制量,是本文讨论的重点。

1 单机系统相轨迹斜率特性分析

由文献[6]可知,系统故障后功角—角速度相平面轨迹的凹凸性与系统稳定与否是充分必要条件,其表达式为

I·Δω=dk/dt>0

(1)

k=dΔω/dδ

(2)

式中 Δωδ——系统的角速度、角度。

其离散表达式为

(3)

式中 ω(t)、δ(t)——系统的角速度、角度。

ω-δ相平面内,该判据通过实时数据计算系统的τ(t),当其大于零时,判别系统失去稳定。

从表达式可以看出:若系统失稳,则在某一时刻τ(t)>0,k(t)>k(t-1);而系统稳定的话,则τ(t)<0,k(t)<k(t-1),即稳定系统的轨迹,k(i)肯定是逐渐变小。图1是OMIB系统轨迹角速度对功角一阶导数k(i)的变化曲线,横坐标是功角δ(i),纵坐标是k(i)。

OMIB系统k(i)的变化曲线见图1。从图1可知,无论控制与否,稳定情景下的相轨迹斜率k(i)是随时间发生递减变化的;而不稳定情景下的相轨迹斜率k(i)会在轨迹经过拐点之后,开始逐步递增。因此,对于通过控制恢复稳定的系统来说,控制时刻的相轨迹斜率值就是其控制时刻之后的最大值。

图1 OMIB系统k(i)的变化曲线

kmax=kδc

(4)

其中,kδc就是轨迹在切机时刻的k(i)。

因受到各方面限制,针对我国历史上已发生的溃坝事件中生命损失直接和间接影响因素对造成溃坝灾害严重性程度的影响数据匮乏,历史记录不详。采用Saaty建议的1~9标度法(AHP法)来分析计算溃坝生命损失直接与间接影响因素对溃坝事件灾害严重性程度系数的影响权重系数。

2 k(t)曲线进行积分

k(t)曲线沿着功角方向进行积分可以得到:

故障切除后,开始对等值系统的状态量进行自记忆预测,滚动预测得到等值功角的未来轨迹,根据预测轨迹计算得到不稳定性指标曲线。根据三个指标皆在0.33 s处同时大于零,可以判断系统将失稳,实际得到系统失稳的时刻是0.21 s。

对两个一元线性回归方程进行验证。用X射线法测试大米标准品GBW(E)100377,将标准值代入回归方程(1)计算测量值为0.299mg/kg,实际12次检测均值为0.289mg/kg;用电化学法测试大米标准品GBW(E)100360,将标准值代入回归方程(2)计算测量值为1.901mg/kg,实际检测值为1.877mg/kg。

从积分式中可以看出,对k(t)曲线沿着功角δ(t)方向进行积分,其结果等于积分起讫时刻的角速度差值。

稳定的场景,系统角速度在最大功角处会降为零;而不稳定的场景,系统角速度会逐渐降低至一个正值,然后开始逐渐增大。对于一个失稳系统,通过控制可以令系统稳定,对于这种情况,对相轨迹斜率进行积分,起讫点分别取控制时刻的功角和最大功角,可以得到:

(5)

假设0.55 s时切机动作完成,切除后的系统功角曲线如图5所示。

(3)不同主墙梁板交接处浇筑:对于不同强度的主墙梁板交接处浇筑,需要将混凝土浇筑时间控制在2h内,然后再进行浇筑操作。在向楼面混凝土进行浇筑时,可以运用塔吊等设施进行混凝土协助浇筑,并同时选择铁丝网直接接触的方式进行混凝土振捣,以使得梁板与柱墙之间的受力能够均匀。

3 控制量的计算

若已知系统切机时刻、不稳定平衡点处的功角和切机时刻的角速度,采用一个恒定不变的k′值来代替式(5)中k(t),可以计算得到:

根据协整检验得出了能源消耗、环境污染与绿色经济增长之间存在长期稳定的均衡关系,但是无法判断三者相互影响的程度。为了弥补这个相对来说比较重要的缺陷,就需要建立误差修正模型[17]83-91。该模型不仅能够反映时间序列长期均衡关系,而且还可以得到短期偏离向长期均衡修正的机制。所以文章还需要通过Stata15软件进行误差修正模型的构建,进一步研究能源消费和环境污染当期的变化对产出当期变化的影响,即它们之间的短期波动关系。根据协整关系建立的VEC模型如下:

(6)

对于通过控制使得系统稳定的场景来说,相轨迹的斜率在控制之后是随时间递减变化的,同时控制时刻对应的相轨迹斜率也是其最大值。因此,通过式(6)得到的相轨迹斜率是小于控制时刻的相轨迹斜率。控制能够使得相轨迹斜率发生突变,而突变量越大,所需要的控制量就越大,因此若使得系统的相轨迹斜率等于式(6)得到的结果,系统是稳定的,同时计算控制量较最小控制量偏大,如图2所示。

图2 切机后稳定系统的k(t)与k′值

ZHOU Liangsong, XIA Chengjun, PENG Bo, et al. Study on application of list of control schemes in power system transient stability control[J]. Power SystemTechnology, 2000, 24 (1): 13-15.

(四)热点国际政治议题。议题控制已经“成为获取和拓展权力的首要工具”。[21]所谓议题控制,是指行为体成功地将自身关注的议题列入议程。国际议程设置是国际行为体通过议题遴选与界定、冲突拓展与利益动员以及议程切入点的选择,最终将其关注的议题列入国际议程的过程。[22]南海各方行为体之所以要将南海议题列入国际议程,主要出于以下4个方面的考虑。

(7)

该算法的计算公式中,控制后的最大功角无法直接获得,需要通过一定的假设条件得到:①认为控制后的最大功角是系统的不稳定平衡点,由此可以得到最小的控制量计算方法;②给定一个功角作为式(5)的积分上限对应的最大功角,由此得到的控制量,能够保证系统在恢复稳定的同时,最大功角不超过给定值。

(8)

(9)

式中 Pec——电磁功率Pe在控制时刻所对应的值。

忽略切机带来的电磁功率的变化,通过切机来改变发电机的机械功率Pm和发电机的惯量M,使得在切机时刻的角速度对功角的一阶导数等于k′,系统就能够恢复稳定。由此可以得到所需要的切机量λ的计算如下:

体育彩票自1994年发行以来,在推进全民健身活动、奥运战略及社会公益事业等方面发挥着重要作用,同时为促进我国体育事业发展产生着积极影响。通过文献梳理可知,对于体育彩票领域的研究较多是体育彩票产业现状、社会效应、政策解读等方面的质性研究。量化研究更多的是从彩票购买者角度为出发点的实证研究。李凌(2015)等初步探讨了消费者购买竞猜型体育彩票的影响因素[1],通过结构方程模型验证了消费者购买竞猜型体育彩票的偏好路径[2],最后通过定性与定量结合的方法探讨体育赛事观赏与竞猜型体育彩票的影响效果[3]。

4 仿真验证

4.1 单机系统仿真算例

本文算例采用文献[8]中的单机无穷大系统,初始条件t=0,Δω=0,δ0=0.812 rad,故障期间x2=4.84,Pem2=0.291;故障切除后x3=0.723,Pem3=1.95,其他参数Tj=19.6,Pm=1.5,积分步长为10 ms。将数值积分计算结果作为响应信息,验证所提方法的有效性。

若给定系统的最大摇摆角为180°(所有发电机组的最大功角差)。由此计算得到的切机量为切除机械功率950 MW,根据切机顺序得到切除9,10,52,54,55号发电机,总共961 MW。通过该方法控制之后,系统的最大摇摆角为178°,没有超过所限定的最大摇摆角。

3)摔法技术的特殊性使得在赛场上使用数量较少,但是摔法的使用成功率较高,在比赛的关键时刻呈明显优势。另外,自2011年以来散打赛事规则的调整,对摔法的判罚标准要求更加严格,同时对于先后倒地判罚的取消,种种因素直接导致了摔法应用频度的下降[14]。在新规则的影响下,贴身摔和接招摔2种基本技术在使用成功率方面变得更为均衡,彰显了散打比赛的观赏性、激烈性、竞技性等特点[15]。

为了验证该算法的有效性,表1选用了在同一切机时间通过重复仿真得到的系统最小切机量作为比较。这里认为系统的不稳定平衡点在切机动作后没有发生变化,通过对电磁功率曲线的拟合得到的。从表1中可以看出:根据故障的严重程度不同,本文所提出的切机量算法计算出的切机量略大于仿真得到的最小切机量,结果较精确且能够使得系统恢复稳定。

表1 计算不稳定平衡点得到的切机量

故障持续时间/s判别失稳时刻/s计算控制量/%最小切机量/%0.24无(稳定)--0.250.544.363.10.260.5314.7012.00.270.5022.1020.00.280.5030.2029.00.290.4836.1035.00.300.4337.6035.0

表2通过限定系统的最大摇摆角来计算系统所需的切机量,这里所给定的系统最大摇摆角为180°。从表2中可以看出:通过该算法进行切机控制,所得到的最大摇摆角没有超过限定的摇摆角,且得到的最大摇摆角与所限定的值比较接近。

表2 限定最大摇摆角得到的切机量

故障持续时间/s判别失稳时刻/s计算控制量/%实际最大功角/(°)0.24无(稳定)--0.250.547.8178.00.260.5317.7177.20.270.5024.9178.20.280.5033.9178.10.290.4840.1178.70.300.4341.1178.2

4.2 山东电网系统暂态稳定控制的仿真

山东省电网系统某500 kV母线聊城与长清之间的其中一条回线发生三相短路故障,故障持续时间为0.13 s线路,无控制措施时的功角曲线图如图3所示。

对净化工艺进行优化,将除铜镉工艺由一段净化改为一段两次除铜镉净化,即一段一次净化除铜、预除镉,一段二次净化进一步除铜镉,达到锌粉多点加入,渣与液快速分离的目的。优化后净化工艺流程见图2。

图3 无控制措施时的功角曲线图

式中 δbδa——积分路径的上下限;Δωδb和Δωδa——相轨迹在功角为δbδa时对应的角速度。

假设先根据离线策略表进行动作,策略表对应的切机策略为切除聊城2号发电机,600 MW。假设0.35 s时完成切机操作,切机后各机相对惯性中心的功角曲线如图4所示。

图4 策略表动作后的功角曲线

基于预测轨迹的不稳定性判据在0.4 s的时候判别出系统将要失稳。临界机群为9,10,11,12,52,54,55,56,57,58,59,95总共12台发电机,假设切机后系统的不稳定平衡点未发生变化,计算基于切机时刻角速度的切机量为切除机械功率817 MW,按照切机原则排序后,最后得到切机结果是切除9,10,52号发电机,总共850 MW。

校企合作课题研究师资培训活动从2012至2016年,持续开办了5年,总体来说取得了任何培训都无法达到的成果,成果最突出的要算和顺德职业技术学院的合作,通过创客式产品研发为合作契机,加上培训后期的持续合作,最终真正达到了校企合赢的目标,科研成果也是硕果累累,如获得了实用新型专利、获得了软件著作权证书、公开发表了教学改革论文、公开出版了教材、获得科技成果鉴定、获得了政府部门颁发科学技术进步奖、获得了行业协会颁发的科技进步奖、获得了科技厅产学研项目的资助等。

式中 Δωδc——控制时刻对应的角速度。

图5 拟合不稳定平衡点方法控制后的的功角曲线

利用PSASP[8]对OMIB系统进行动态仿真,该OMIB系统的临界切除时间是0.24 s。采用基于相平面轨迹的凹凸性判据判别系统的稳定性,当判别出系统失稳时,启动切机量的计算,并在0.03 s后切机动作。

5 结语

本文分析了故障后系统的轨迹特征,通过对功角-角速度相平面轨迹的凹凸性,以及相轨迹斜率与控制稳定性之间的变化关系,得到了一种基于响应信息的切机控制量的计算方法。该算法能够基于响应信息,计算系统的控制量,计算结果相比于最小控制量来说偏保守。该算法可以限定不同场景下,故障后系统的最大功角,使得系统能够在一定的功角摇摆区域内稳定运行。在单机系统和山东系统下的仿真结果,验证了方法的可行性和准确性。

参考文献

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通过发电机的转子运动方程,可以推导系统的相轨迹斜率与系统电磁功率、机械功率之间的关系表达式:

使用Air 1引闪器可以直接控制日清的Di700A以及i60A闪光灯,而无需Air R接收器。Air R接收器的尺寸与引闪器相仿,同样使用7号电池供电。这套系统支持八组通信频道,日清还贴心地给接收器加上了可折叠的支架。

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但是,应该看到,福克纳其实是通过那些生活在黑暗中的女性苍凉、悲惨的人生反映了南方社会的荒诞。以其重要作品《押沙龙,押沙龙!》为例,与其说小说描述的是萨德本的传奇故事,不如说是罗莎对其悲惨命运的回顾以及对父权社会的控诉。

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听冯可儿如此说,田卓也笑了。田卓说,好吧,明天我跟高先生一道去参加恳谈会,公司这一摊子,就多靠你了。等这单业务做成了,让高先生用提成赔你套高档裙子。

王峰
《电力与能源》 2018年第02期
《电力与能源》2018年第02期文献

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