一种切机负效应的检测方法及检测装置

摘要

本发明公开一种切机负效应的检测方法及检测装置，涉及电力系统技术领域，用于在进行切机控制之前，确认该切机控制是否有利于电力系统的运行向着安全稳定的方向发展。所述切机负效应的检测方法包括：根据广域量测信息分析电力系统中各个发电机的摇摆情况，并确定领先群机组S和滞后群机组A；提取电力系统中各个发电机对应的动态特征信息；获得领先群机组S的识别指标，和领先群机组S中第K台发电机所对应的识别指标，识别指标为角速度的变化量；当第K台发电机所对应的识别指标小于领先群机组S的识别指标时，判断第K台发电机为具有切机负效应的机组。本发明提供的切机负效应的检测方法用于在切机控制措施实施前检测具有切机负效应的机组。

权利要求

1.一种切机负效应的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤101，在电力系统受到干扰后，根据广域量测信息分析电力系统中各个发电机的摇摆情况，并确定领先群机组S；

步骤102，从广域量测信息中，提取电力系统中各个所述发电机对应的动态特征信息；

步骤103，根据所述动态特征信息，获得所述领先群机组S的识别指标，以及所述领先群机组S中第K台发电机所对应的识别指标，所述识别指标为角速度的变化量；所述领先群机组S在第t时刻的识别指标IS为：所述领先群机组S在第t时刻的等值角速度与所述领先群机组S在第t-1时刻的等值角速度的差值，所述领先群机组S中第K台发电机在第t时刻所对应的识别指标IK为：所述第K台发电机在第t时刻的角速度与所述第K台发电机在第t-1时刻的角速度的差值；

步骤104，当所述第K台发电机所对应的识别指标小于所述领先群机组S的识别指标时，判断所述第K台发电机为具有切机负效应的机组；当所述第K台发电机所对应的识别指标大于所述领先群机组S的识别指标时，判断所述第K台发电机为不具有切机负效应的机组。

2.根据权利要求1所述的切机负效应的检测方法，其特征在于，循环执行步骤101至步骤104，以判断不同时刻所述领先群机组S中各个所述发电机的切机效应。

3.根据权利要求2所述的切机负效应的检测方法，其特征在于，在所述步骤102中，提取所述动态特征信息时的采样周期与广域量测系统中的相量测量单元的采样周期相同。

4.根据权利要求3所述的切机负效应的检测方法，其特征在于，所述动态特征信息包括：对应不同时刻的角速度以及对应不同时刻的功角。

5.根据权利要求4所述的切机负效应的检测方法，其特征在于，

领先群机组S在第t时刻的等值功角δS(t)和等值角速度ωS(t)分别为：和

其中，δi(t)为领先群机组S中第i台发电机在t时刻的功角，Mi为领先群机组S中第i台发电机的转子惯性常数，Δωi(t)为领先群机组S中第i台发电机在t时刻的角速度偏差。

6.根据权利要求5所述的切机负效应的检测方法，其特征在于，所述领先群机组S在第t时刻的识别指标IS为：IS＝ωS(t)-ωS(t-1)

其中，ωS(t)为领先群机组S在第t时刻的等值角速度，ωS(t-1)为领先群机组S在第t-1时刻的等值角速度。

7.根据权利要求5所述的切机负效应的检测方法，其特征在于，所述领先群机组S中第K台发电机在第t时刻所对应的识别指标IK为：IK＝ωK(t)-ωK(t-1)

其中，ωK(t)为领先群机组S中第K台发电机在第t时刻的角速度，ωK(t-1)为领先群机组S中第K台发电机在第t-1时刻的角速度。

8.一种切机负效应的检测装置，其特征在于，用于实施如权利要求1-7中任一项所述切机负效应的检测方法。

说明书

一种切机负效应的检测方法及检测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种切机负效应的检测方法及检测装置。

背景技术

[0002] 随着电力系统的发展，电力系统的稳定特性越来越复杂，为保证电力系统的安全稳定运行，采用了多种安全稳定控制措施，其中紧急切机控制是确保电力系统暂态稳定常用的手段之一。紧急切机控制指的是安全稳定第二道防线中涉及电力系统暂态稳定性的切机控制，区别于单纯为保护本地发电机的切机控制和针对频率稳定问题的高频切机控制。

[0003] 在采用暂态稳定切机控制时，首先要保证切机控制措施对电力系统的稳定性是有利的，严格避免切机负效应而导致电力系统加速向失稳方向发展，这样后续切机量的计算才有意义。切机负效应问题很早就引起了人们的关注，在相同切机时间相同切机量的情况下，切除不同的机组组合，产生的控制效果是不同的，甚至会引起切机负效应。但是这一问题，长期以来并没有得到足够的重视。近年来广域量测系统的日益完善，促使暂态稳定分析与控制向着“实时决策，实时控制”的方向发展，逐渐形成了基于响应的电力系统广域安全稳定控制体系。其中，对基于广域量测信息的实时暂态稳定分析与控制而言，切机控制负效应的研究显得尤为重要，这是因为传统的基于时域仿真的暂态稳定分析方法可以通过仿真手段事先验证切机控制策略的效果，以此来避免切机控制负效应的产生。但是基于广域量测信息的实时暂态稳定分析与控制本质上是一种响应驱动的闭环控制策略，不依赖于时域仿真手段，也不可能事先进行控制策略验证。因此，研究切机控制措施的机理，实时检测具有负效应的机组避免切机负效应，对基于广域量测信息的实时暂态稳定分析与控制具有重要意义。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种切机负效应的检测方法及检测装置，用于在进行切机控制之前，确认该切机控制是否有利于电力系统的运行向着安全稳定的方向发展。

[0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 一种切机负效应的检测方法，包括以下步骤：

[0007] 步骤101，在电力系统受到干扰后，根据广域量测信息分析电力系统中各个发电机的摇摆情况，并确定领先群机组S和滞后群机组A；

[0008] 步骤102，从广域量测信息中，提取电力系统中各个所述发电机对应的动态特征信息；

[0009] 步骤103，根据所述动态特征信息，获得所述领先群机组S的识别指标，以及所述领先群机组S中第K台发电机所对应的识别指标，所述识别指标为角速度的变化量；

[0010] 步骤104，当所述第K台发电机所对应的识别指标小于所述领先群机组S的识别指标时，判断所述第K台发电机为具有切机负效应的机组；当所述第K台发电机所对应的识别指标大于所述领先群机组S的识别指标时，判断所述第K台发电机为不具有切机负效应的机组。

[0011] 优选地，循环执行步骤101至步骤104，以判断不同时刻所述领先群机组S中各个所述发电机的切机效应。

[0012] 较佳地，在所述步骤102中，提取所述动态特征信息时的采样周期与广域量测系统中的相量测量单元的采样周期相同。

[0013] 较佳地，所述动态特征信息包括：对应不同时刻的角速度以及对应不同时刻的功角。

[0014] 较佳地，领先群机组S在第t时刻的等值功角δS(t)和等值角速度ωS(t)分别为：

[0015] 和

[0016] 其中，δi(t)为领先群机组S中第i台发电机在t时刻的功角，Mi为领先群机组S中第i台发电机的转子惯性常数，Δωi(t)为领先群机组S中第i台发电机在t时刻的角速度偏差；

[0017] 滞后群机组A在第t时刻的等值功角δA(t)和等值角速度ωA(t)分别为：

[0018] 和

[0019] 其中，δx(t)为滞后群机组A中第x台发电机在t时刻的功角，Mx为滞后群机组A中第x台发电机的转子惯性常数，Δωx(t)为滞后群机组A中第x台发电机在t时刻的角速度偏差。

[0020] 优选地，所述领先群机组S在第t时刻的识别指标IS为：

[0021] IS＝ωS(t)-ωS(t-1)

[0022] 其中，ωS(t)为领先群机组S在第t时刻的等值角速度，ωS(t-1)为领先群机组S在第t-1时刻的等值角速度。

[0023] 优选地，所述领先群机组S中第K台发电机在第t时刻所对应的识别指标IK为：

[0024] IK＝ωK(t)-ωK(t-1)

[0025] 其中，ωK(t)为领先群机组S中第K台发电机在第t时刻的角速度，ωK(t-1)为领先群机组S中第K台发电机在第t-1时刻的角速度。

[0026] 本发明还提供了一种切机负效应的检测装置，用于实施上述切机负效应的检测方法。

[0027] 本发明提供的切机负效应的检测方法中，当电力系统受到干扰后，通过分析电力系统中各个发电机的摇摆情况，能够将电力系统中包括的发电机分成领先群机组S和滞后群机组A；然后从广域量测信息中提取出电力系统中每一个发电机所对应的动态特征信息，再根据提取出的动态特征信息对应获得领先群机组S的识别指标，以及在相同时间内领先群机组S中第K台发电机的识别指标，即分别获得领先群机组S在一定时间内的角速度变化量，以及在相同时间段内领先群机组S中第K台发电机的角速度变化量；再将领先群机组S中第K台发电机的识别指标与领先群机组S的识别指标进行比较，当出现第K台发电机的识别指标小于领先群机组S的识别指标时，判断第K台发电机具有切机负效应；因此，本发明提供的切机负效应的检测方法能够在执行切机控制操作之前，准确的判断出切机控制是否会带来切机负效应，很好的保证了在执行切机控制操作之后，电力系统能够继续安全稳定的工作，而不会向失稳的方向发展。

附图说明

[0028] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0029] 图1为本发明实施例提供的切机负效应的检测方法的流程图；

[0030] 图2为本发明实施例提供的角速度差-功角差曲线示意图；

[0031] 图3为本发明实施例提供的10机39节点电力系统示意图；

[0032] 图4为本发明实施例提供的电力系统中发电机的绝对功角曲线示意图。

[0033] 附图标记：

[0034] G31-第一发电机，    G32-第二发电机，

[0035] G33-第三发电机，    G34-第四发电机，

[0036] G35-第五发电机，    G36-第六发电机，

[0037] G37-第七发电机，    G38-第八发电机，

[0038] G39-第九发电机，    G30-第十发电机，

[0039] Bus16-第十六节点，  Bus17-第十七节点，

[0040] 1-第一轨迹，        2-第二轨迹，

[0041] 3-原轨迹。

具体实施方式

[0042] 为了进一步说明本发明实施例提供的切机负效应的检测方法及检测装置，下面结合说明书附图进行详细描述。

[0043] 请参阅图1，本发明实施例提供的切机负效应的检测方法包括以下步骤：

[0044] 步骤101，在电力系统受到干扰后，根据广域量测信息分析电力系统中各个发电机的摇摆情况，并确定领先群机组S和滞后群机组A；具体的，电力系统在受到干扰后，其所包括的发电机会出现偏离正常运行轨迹的摇摆现象，在这种情况下，根据由广域量测系统提供的广域量测信息，来分析电力系统中所包括的全部发电机的摇摆情况，并将加速运转的发电机集合确定为领先群机组S，并将转速较慢的发电机集合确定为滞后群机组A。需要说明的是，能够对电力系统造成干扰的因素有很多，例如：短路、跳闸等，但不仅限于此。

[0045] 步骤102，从广域量测信息中，提取电力系统中各个发电机对应的动态特征信息；更详细的说：从广域量测信息中，按照一定周期采样出电力系统中各发电机所对应的动态特征信息。

[0046] 步骤103，根据动态特征信息，获得领先群机组S的识别指标，以及领先群机组S中第K台发电机所对应的识别指标，1

[0047] 步骤104，当领先群机组S中第K台发电机所对应的识别指标小于领先群机组S的识别指标时，判断第K台发电机为具有切机负效应的机组；当第K台发电机所对应的识别指标大于领先群机组S的识别指标时，判断第K台发电机为不具有切机负效应的机组；具体的，将领先群机组S中的各个发电机所对应的识别指标均与领先群机组S的识别指标进行比较，并确定比较的结果；当出现有发电机的识别指标小于领先群机组S的识别指标时，判断该发电机具有切机负效应，在这种情况下，不对该发电机进行切机控制操作，以免对电力系统产生不良的影响；当发电机的识别指标大于领先群机组S的识别指标时，判断该发电机不具有切机负效应，在这种情况下，对该发电机进行切机控制操作，有利于电力系统更加安全稳定的运行；当领先群机组S中的所有发电机的识别指标均大于领先群机组S的识别指标时，说明在此时刻领先群机组S中的所有发电机均不具有切机负效应，可以通过执行相应的切机控制操作，来使电力系统运行在安全稳定的状态下。

[0048] 本发明实施例提供的切机负效应的检测方法中，当电力系统受到干扰后，通过分析电力系统中的发电机的摇摆情况，能够将电力系统中的全部发电机分成领先群机组S和滞后群机组A；然后从广域量测信息中提取出电力系统中每一个发电机所对应的动态特征信息，再根据提取出的动态特征信息对应获得领先群机组S的识别指标，以及在相同时间内领先群机组S中第K台发电机的识别指标，即分别获得领先群机组S在一定时间内的角速度变化量，以及在相同时间段内领先群机组S中第K台发电机的角速度变化量；再将领先群机组S中第K台发电机的识别指标与领先群机组S的识别指标进行比较，当出现第K台发电机的识别指标小于领先群机组S的识别指标时，判断第K台发电机具有切机负效应；因此，本发明提供的切机负效应的检测方法能够在执行切机控制操作之前，准确的判断出切机控制是否会带来切机负效应，很好的保证了在执行切机控制操作之后，电力系统能够继续安全稳定的工作，而不会向失稳的方向发展。

[0049] 上述实施例提供的切机负效应的检测方法中，可以循环执行步骤101至步骤104，以判断不同时刻领先群机组S中各个所述发电机的切机效应。

[0050] 针对电力系统运行的任何时刻，均可以通过执行步骤101至步骤104来判断电力系统中的发电机是否具有切机负效应，只需要获得发电机在对应时刻的动态特征信息即可。

[0051] 值得注意的是，上述步骤102中，通过采样来获得电力系统中各个发电机所对应的动态特征信息，而采样的周期可以根据需要设定，优选的，对动态特征信息的采样周期与广域量测系统中的相量测量单元的采样周期相同，由于对动态特征信息的采样周期越小，相应的采样所得的结果就越精确，因此，将对动态特征信息的采样周期与广域量测系统中的相量测量单元的采样周期相同，可以最大程度上缩小对动态特征信息的采样周期，使采样所得到的结果更加精确。另外，上述动态特征信息应包括：不同发电机在不同时刻所对应的角速度，以及在不同时刻所对应的功角。

[0052] 为了更加清楚的说明切机负效应的检测方法的依据，下面对判断的原理进行详细说明。

[0053] 根据传统的角速度-功角相图可以知道，当电力系统处在稳定的工作状态时，其所产生的运行轨迹，总是围绕着稳定平衡点运动的，并且能够在电力系统阻尼作用下到达稳定平衡点；但当电力系统由于某种干扰而处在失稳边缘时，即成为临界失稳系统时，其所产生的运行轨迹将可能逐渐偏离稳定平衡点；在这种情况下，一般会通过切机控制来及时调整电力系统的工作状态。而当所采取的切机控制有利于电力系统的稳定时，切机控制操作执行后，电力系统的工作轨迹将运行在临界失稳轨迹的内侧且靠近稳定平衡点；当采取的切机控制不利于电力系统的稳定时，切机控制操作执行后，电力系统的工作轨迹将运行在临界失稳轨迹的外侧且远离稳定平衡点。

[0054] 需要说明的是，对于一个具有多台发电机的多机电力系统，一般会将其化简为等值两机电力系统，再将等值两机电力系统化简为等值单机电力系统，然后再通过研究等值单机电力系统的暂态稳定特性(电力系统暂态稳定指电力系统受到大干扰后，各发电机保持同步运行并过渡到新的，或恢复到原来稳定运行状态的能力)，来判断具有多台发电机的多机电力系统的暂态稳定特性。

[0055] 请参阅图2，根据上述对切机控制所产生的效果分析可知，对切机控制时刻电力系统的运行点(Δδc,Δωc)与不稳定平衡点(Δδu,Δωu)之间的区域，基于电力系统的失稳轨迹(原轨迹3)可以将其划分为切机正效应区间和切机负效应区间；即当切机控制带来有益效果时，对应的角速度差-功角差曲线会有向下的走向，从而进入切机正效应区间，而当切机控制带来切机负效应时，对应的角速度差-功角差曲线会有向上的走向，从而进入切机负效应区间。

[0056] 请继续参阅图2，电力系统在实际运行中，当出现失稳的情况时(对应原轨迹3)，可以通过有利的切机控制使电力系统回到稳定的运行轨迹上，正如图2中的第二轨迹2，即在切机控制时刻，将二号发电机切除460兆瓦出力后的轨迹；当然，电力系统出现的失稳状态不一定是临界失稳，这样当切机控制产生负效应时，考虑到切机负效应的程度和电力系统自身的运行惯性，电力系统的运行轨迹可能会从切机正效应区间穿越原来的失稳轨迹而进入到切机负效应区间，正如图2中的第一轨迹1，即在切机控制时刻，将一号发电机切除460兆瓦出力后的轨迹；而在更严重的程度下电力系统的运行轨迹才可能从切机控制时刻开始直接进入到切机负效应区间；但是无论对应上述那种情况，因为切机负效应总会使电力系统加速失稳，即在到达不稳定平衡点(Δδu,Δωu)前，电力系统已加速失稳，因此必定存在区间 使得在区间[Δδa,Δδu]上的任意一点均满足：

[0057]

[0058] 其中，Δω′为采取切机控制并产生负效应后等值单机电力系统的角速度偏差、Δδ′为采取切机控制并产生负效应后等值单机电力系统的功角差，Δω为原等值单机电力系统的角速度偏差、Δδ为原等值单机电力系统的功角差。

[0059] 值得注意的是，当等值单机电力系统处于加速运行的状态时，切机控制后导致电力系统更快的加速运行，或者，当等值单机电力系统处于减速运行状态时，切机控制后导致电力系统更慢的减速运行，这两种情况下均会认为切机控制是不利于系统稳定性的，因此，仅以上述公式(1)作为产生切机负效应的条件是过于严苛的。

[0060] 而根据等值后单机电力系统的角速度-功角相图可知，当电力系统处于加速的运行状态时，等值单机电力系统中切机控制产生负效应的边界条件为：

[0061]

[0062] 当电力系统处于减速的运行状态时，等值单机电力系统中切机控制产生负效应的边界条件为：

[0063]

[0064] 综上所述，根据公式(1)、公式(2)和公式(3)得到等值单机电力系统中切机控制产生负效应的边界条件为：

[0065]

[0066] 将公式(4)中的各个变量均对时间进行微分，则可以得到：

[0067]

[0068] 由于多机电力系统中第y台发电机的转子运动方程为：

[0069]

[0070] 其中，δy为第y台发电机的功角；Δωy为第y台发电机的角速度偏差的偏差；My为第y台发电机的转子惯性常数；Pmy为第y台发电机的机械功率；Pey为第y台发电机的电磁功率。

[0071] 上述实施例提到的将多机电力系统化简为等值两机电力系统的方式有很多，优选的，按照多机电力系统受扰后其所包括的发电机群的运行状态来确定，即将多机电力系统分为领先群机组S和滞后群机组A，并将领先群机组S等值为一台发电机，将滞后群机组A等值为另一台发电机；其中，领先群机组S所对应的等值转子运动方程为：

[0072]

[0073] 其中，δS为在进行切机控制之前领先群机组S的等值功角；ΔωS为在进行切机控制之前领先群机组S的等值角速度偏差(转速与同步速的偏差)；MS为在进行切机控制之前领先群机组S的等值转子惯性常数；PmS为在进行切机控制之前领先群机组S的等值机械功率；PeS为在进行切机控制之前领先群机组S的等值电磁功率。

[0074] 领先群机组S在第t时刻的等值功角δS(t)， 领先群机组S在第t时刻的等值角速度ωS(t)， 且 MS＝∑Mi；PmS＝
∑Pmi；PeS＝∑Pei；其中i∈S；另外，δi(t)为领先群机组S中第i台发电机在t时刻的功角，Mi为领先群机组S中第i台发电机的转子惯性常数，Δωi(t)为领先群机组S中第i台发电机在t时刻的角速度偏差，Pmi为领先群机组S中第i台发电机的机械功率，Pei为领先群机组S中第i台发电机的电磁功率。

[0075] 同理，滞后群机组A所对应的等值转子运动方程为：

[0076]

[0077] 其中，δA为在进行切机控制之前滞后群机组A的等值功角；ΔωA为在进行切机控制之前滞后群机组A的等值角速度偏差；MA为在进行切机控制之前滞后群机组A的等值转子惯性常数；PmA为在进行切机控制之前滞后群机组A的等值机械功率；PeA为在进行切机控制之前滞后群机组A的等值电磁功率。

[0078] 滞后群机组A在第t时刻的等值功角δA(t)， 滞后群机组A在第t时刻的等值角速度ωA(t)， 且 MA＝∑Mx；
PmA＝∑Pmx；PeA＝∑Pex；其中x∈A；另外，δx(t)为滞后群机组A中第x台发电机在t时刻的功角，Mx为滞后群机组A中第x台发电机的转子惯性常数，Δωx(t)为滞后群机组A中第x台发电机在t时刻的角速度偏差，Pmx为滞后群机组A中第x台发电机的机械功率，Pex为滞后群机组A中第x台发电机的电磁功率。

[0079] 将领先群机组S和滞后群机组A化简为等值单机电力系统，并得到等值单机电力系统的运动方程：

[0080]

[0081] 其中，Δδ为等值单机电力系统所对应的功角偏差；Δω为等值单机电力系统所对应的角速度偏差；Meq为等值单机电力系统所对应的转子惯性常数；Peq_m为等值单机电力系统所对应的机械功率；Peq_e为等值单机电力系统所对应的电磁功率。

[0082] 且Δδ＝δS-δA；Δω＝ΔωS-ΔωA；

[0083] 根据公式(7)可以将公式(5)化简为：

[0084]

[0085] 以切机控制时刻电力系统的运行点(Δδc,Δωc)为参考，可以得到：

[0086]

[0087]

[0088] 将公式(11)和公式(12)带入公式十，从而得到：

[0089]

[0090] 其中，Δt为时间间隔。

[0091] 对公式(13)进行化简得到：

[0092]

[0093] 由于对应上述Δω＝ΔωS-ΔωA，可以得到Δω′＝Δω′s′-Δω′A′，将此式带入公式(14)中，可以得到：

[0094]

[0095] 其中，Δω′S′为采取切机控制措施并产生切机负效应后领先群机组S的等值角速度偏差，Δω′A′为采取切机控制措施并产生切机负效应后滞后群机组A的等值角速度偏差。

[0096] 当根据实际情况判断出需要进行切机控制操作时，一般先切除领先群机组S中的发电机，而在合理切机数量的情况下，互联的电力系统的送电端和受电端的性质不会发生改变，电力系统中所有的发电机的分群(分为领先群机组S和滞后群机组A)情况也不会发生突变，电力系统中所有的发电机只是经过一个缓慢的调节过程后再同步；因此，在采取切机控制措施后的瞬间，所得到的滞后群机组A与进行切机控制之前的滞后群机组A包含完全相同的发电机集合，而领先群机组S中所进行的切机控制对滞后群机组A带来的影响是可以忽略不计的，因此能够得到：

[0097]

[0098] 根据公式(16)，可以将公式(15)化简为：

[0099]

[0100] 根据上述公式(7)，可以得到：

[0101]

[0102] 根据公式(18)，同理可以得到：

[0103]

[0104] 其中，M′S′为采取切机控制措施并产生切机负效应后领先群机组S的等值转子惯性常数；P′mS′为采取切机控制措施并产生切机负效应后领先群机组S的等值机械功率；P′eS′为采取切机控制措施并产生切机负效应后领先群机组S的等值电磁功率。

[0105] 假设领先群机组S包括n台发电机，在执行切机控制操作后，将其中的第k台发电机切除，n和k均为大于等于1的整数，则有：

[0106]

[0107]

[0108] 根据公式(20)和公式(21)可以得到：

[0109] M′S′＝MS-Mk    (22)

[0110] 而且，由于发电机转子的运动惯性，切机控制前后剩余发电机的有功功率和机械功率也不可能突变，因此，可以得到：

[0111]

[0112]

[0113]

[0114]

[0115] 根据公式(23)和公式(24)可以得到：

[0116] P′mS′＝PmS-Pmk    (27)

[0117] 根据公式(25)和公式(26)可以得到：

[0118] P′eS′＝PeS-Pek    (28)

[0119] 将公式(22)、公式(27)和公式(28)均带入公式(19)可以得到：

[0120]

[0121] 将公式(18)和公式(29)均带入公式(17)，可以得到：

[0122]

[0123] 对公式(30)进行化简得到：

[0124] MS(Pmk-Pek)＜Mk(PmS-PeS)    (31)

[0125] 从而得到：

[0126]

[0127] 根据公式(6)和公式(7)可以将公式(32)进一步化简为：

[0128]

[0129] 对应公式(33)的物理含义为：当所切除的发电机的角加速度小于该发电机所在的领先群机组S的等值角加速度时，此切机控制会产生切机负效应，即执行此切机控制操作后，将不利于电力系统的安全稳定运行。

[0130] 用差分代替微分将公式(33)可以化简为：

[0131] Δωk＜ΔωS (k∈S)    (34)

[0132] 即：

[0133] ωk(t)-ωk(t-1)＜ωS(t)-ωS(t-1)    (35)

[0134] 其中，t代表第t时刻。

[0135] 根据上述分析过程可以得到：

[0136] 基于发电机的动态特征信息，领先群机组S在第t时刻的识别指标IS的计算公式即为：

[0137] IS＝ωS(t)-ωS(t-1)    (36)

[0138] 其中，ωS(t)为领先群机组S在第t时刻的角速度，ωS(t-1)为领先群机组S在第t-1时刻的角速度。

[0139] 领先群机组S中第K台发电机在第t时刻的识别指标IK的计算公式即为：

[0140] IK＝ωK(t)-ωK(t-1)    (37)

[0141] 其中，ωK(t)为领先群机组S中第K台发电机在第t时刻的角速度，ωK(t-1)为领先群机组S中第K台发电机在第t-1时刻的角速度。

[0142] 因此，在判断切机控制是否具有切机负效应时，只需要判断IK和IS的大小即可。

[0143] 为了更清楚的说明上述实施例提供的切机负效应的检测方法，下面给出具体实施例：

[0144] 请参阅图3，以新英格兰10机39节点系统为例，其中的发电机采用经典二阶模型，负荷采用恒阻抗模型，并用仿真程序得到的扰动响应数据来模拟广域测量系统的实时量测数据。

[0145] 故障条件为第十六节点Bus16-第十七节点Bus17线路在0.00s时发生三相接地短路故障，故障持续时间为0.10s，之后切除该线路。仿真时长为10s，得到如图4所示的全电力系统发电机绝对功角曲线。

[0146] 步骤S1：通过广域量测信息分析电力系统受扰后发电机的摇摆情况，确定领先群机组S和滞后群机组A；其中，领先群机组S包含的发电机为{第一发电机G31，第二发电机G32，第三发电机G33，第四发电机G34，第五发电机G35，第六发电机G36}，滞后群机组A包含的发电机为{第七发电机G37，第八发电机G38，第九发电机G39，第十发电机G30}。

[0147] 步骤S2：从广域量测信息中，提取发电机组的动态特征信息，故障后数据从0.00s开始，动态特征信息为第一发电机G31，第二发电机G32，第三发电机G33，第四发电机G34，第五发电机G35，第六发电机G36所一一对应的角速度。

[0148] 步骤S3：根据步骤S2中获得动态特征信息和IS＝ωS(t)-ωS(t-1)获得领先群机组S在第t时刻的识别指标IS，根据IK＝ωK(t)-ωK(t-1)获得领先群机组S中第一发电机G31，第二发电机G32，第三发电机G33，第四发电机G34，第五发电机G35，第六发电机G36分别在第t时刻所对应的识别指标；t取0.11s-0.29s之间，间隔为0.01s，获得对应数据如表1所示：

[0149]

[0150] 表1

[0151] 其中，IG31为第一发电机G31的识别指标，IG32为第二发电机G32的识别指标，IG33为第三发电机G33的识别指标，IG34为第四发电机G34的识别指标，IG35为第五发电机G35的识别指标，IG36为第六发电机G36的识别指标。

[0152] 步骤S4：通过将IG31、IG32、IG33、IG34、IG35、IG36分别与领先群机组S的识别指标IS在对应相同的时刻比较数值大小，来判断发电机是否满足切机负效应的识别条件，根据表1数据可得对应各个时间段IG31

[0153] 本发明实施例还提供了一种切机负效应的检测装置，用于实施上述切机负效应的检测方法。其所能够带来的有益效果与上述方法部分相同，在此不做赘述。

[0154] 在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0155] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。