專(zhuān)利名稱(chēng)：電力系統(tǒng)振蕩擾動(dòng)源定位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)低頻振蕩過(guò)程中振蕩擾動(dòng)源定位的方法，尤其是利用電網(wǎng)廣 域多點(diǎn)振蕩信息搜索定位振蕩擾動(dòng)源的新方法。應(yīng)用于安全穩(wěn)定監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)中對(duì)電力 系統(tǒng)低頻振蕩擾動(dòng)源的搜索和定位，以及針對(duì)振蕩源所采取的相關(guān)控制措施。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)“西電東送、南北互濟(jì)、大區(qū)聯(lián)網(wǎng)”電力建設(shè)方針的實(shí)施，全國(guó)各大區(qū)互聯(lián) 的局面基本形成。由于目前大區(qū)之間聯(lián)系相對(duì)比較薄弱，近年來(lái)國(guó)內(nèi)電網(wǎng)曾多次發(fā)生低頻 振蕩現(xiàn)象。低頻振蕩頻率較低，一般在0. 2 2. 5Hz范圍內(nèi)，當(dāng)振蕩較嚴(yán)重時(shí)，系統(tǒng)不能維持 同步運(yùn)行，由低頻振蕩造成的穩(wěn)定事故在國(guó)內(nèi)外均有發(fā)生，已引起有關(guān)方面的重視。采取有 效措施進(jìn)行預(yù)防，發(fā)生低頻振蕩后立即檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，并能迅速找到低頻振蕩擾動(dòng)源所在位置， 有針對(duì)性的實(shí)施緊急控制來(lái)消除振蕩，防止事故擴(kuò)大，是具有廣闊應(yīng)用前景的研究方向。低頻振蕩可分為區(qū)間振蕩和局部振蕩兩種振蕩模式，前者表現(xiàn)為一個(gè)區(qū)域中的多 臺(tái)發(fā)電機(jī)與另一個(gè)區(qū)域中的多臺(tái)發(fā)電機(jī)之間的振蕩，此時(shí)兩個(gè)區(qū)域之間的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率在不 停振蕩；后者表現(xiàn)為一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一座電廠相對(duì)于系統(tǒng)中其他機(jī)組之間的振蕩，此時(shí)該機(jī) 組或電廠與系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率在不停振蕩。分析電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的多次低頻振蕩案例，并結(jié)合大量的仿真計(jì)算后，我們 發(fā)現(xiàn)多電壓等級(jí)大型電力系統(tǒng)低頻振蕩的發(fā)生發(fā)展過(guò)程具有從低電壓等級(jí)的電網(wǎng)開(kāi)始， 并逐步傳播擴(kuò)散到高電壓等級(jí)電網(wǎng)的時(shí)空特性，首先發(fā)生低頻振蕩的局部電網(wǎng)可視為引發(fā) 全系統(tǒng)低頻振蕩的振蕩擾動(dòng)源，在振蕩過(guò)程中如果能夠迅速正確地找到振蕩擾動(dòng)源，并采 取相應(yīng)的控制措施，對(duì)平息全系統(tǒng)大范圍功率振蕩具有釜底抽薪，立竿見(jiàn)影的效果。而縱觀目前電力系統(tǒng)低頻振蕩監(jiān)控的研究領(lǐng)域，人們主要關(guān)注于低頻振蕩的檢測(cè) 方法，以及對(duì)振蕩特性進(jìn)行分析的各類(lèi)數(shù)值算法，而絕少提及振蕩擾動(dòng)源的搜索與定位方 法及相關(guān)研究。這使得迄今為止，電網(wǎng)企業(yè)在低頻振蕩的檢測(cè)和振蕩特征的分析方面已具 備一系列行之有效的手段與工具，但低頻振蕩出現(xiàn)后采取的控制措施仍較多依賴(lài)于相關(guān)預(yù) 案以及電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)這種現(xiàn)狀，本發(fā)明著重關(guān)注于振蕩擾動(dòng)源的定位方 法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種利用電網(wǎng)廣域多點(diǎn)振蕩信息搜索定位振蕩擾動(dòng)源的新方 法，尤其適用于大規(guī)模復(fù)雜電網(wǎng)，能夠在低頻振蕩發(fā)生早期，快速準(zhǔn)確地定位擾動(dòng)源，有利 于采取控制措施，以較小的代價(jià)快速平息振蕩。電力系統(tǒng)振蕩擾動(dòng)源定位的方法，利用電網(wǎng)廣域多測(cè)量點(diǎn)的振蕩信息搜索定位振 蕩擾動(dòng)源，采集多電壓等級(jí)電網(wǎng)中若干個(gè)測(cè)量點(diǎn)的電壓、電流、功率等物理量，并且符合以 下幾個(gè)條件條件一實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各測(cè)量點(diǎn)是否發(fā)生低頻同步功率振蕩，并給出振蕩的幅值、主導(dǎo)振蕩模式頻率、主導(dǎo)振蕩模式阻尼、主導(dǎo)振蕩模式初始相位、振蕩起始時(shí)刻等關(guān)鍵信息；條件二 發(fā)生低頻同步功率振蕩的各測(cè)量點(diǎn)的主導(dǎo)振蕩模式的頻率兩兩之間滿(mǎn) 足I Afl < AFsrt，其中AFsrt通常設(shè)定范圍為W，0.2]Hz，并且，發(fā)生低頻振蕩的各測(cè)量點(diǎn) 的主導(dǎo)振蕩模式的阻尼比兩兩之間滿(mǎn)足I Adl < ADsrt，其中ADsrt通常設(shè)定范圍為
；條件三發(fā)生低頻同步功率振蕩的各測(cè)量點(diǎn)的振蕩起始時(shí)刻具有先后時(shí)序關(guān)系， 反映出低電壓等級(jí)電網(wǎng)測(cè)量點(diǎn)起振時(shí)刻早于高電壓等級(jí)電網(wǎng)測(cè)量點(diǎn)起振時(shí)刻的明確特征， 起振時(shí)刻最早的測(cè)量點(diǎn)與起振時(shí)刻最晚的測(cè)量點(diǎn)之間的時(shí)間差滿(mǎn)足I Atl > ATsrt，其中 Δ Tset通常設(shè)定范圍為
秒；條件四發(fā)生低頻同步功率振蕩的各測(cè)量點(diǎn)的主導(dǎo)振蕩模式的平均頻率fare滿(mǎn)足 條件fmin < fave < ，其中fmin與通常設(shè)定范圍為
Hz，起振時(shí)刻最早的測(cè)量 點(diǎn)的振蕩幅值P滿(mǎn)足條件P > Psrt，其中Psrt根據(jù)不同電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行整定；同時(shí)滿(mǎn)足上述條件一、條件二、條件三、條件四時(shí)，判定電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩，起 振時(shí)刻最早的測(cè)量點(diǎn)所在區(qū)域的局部電網(wǎng)為振蕩擾動(dòng)源。由上確定若干個(gè)測(cè)量點(diǎn)的低頻振蕩主導(dǎo)模式，這些主導(dǎo)模式的頻率兩兩之間滿(mǎn)足 Af| < ΔFsrt，這些主導(dǎo)模式的阻尼兩兩之間滿(mǎn)足I Ad| < ADseto本發(fā)明首次將多電壓等級(jí)電網(wǎng)中不同測(cè)量點(diǎn)的振蕩信息進(jìn)行綜合分析，引入各測(cè) 量點(diǎn)主導(dǎo)頻率識(shí)別與匹配的新方法，并依據(jù)大電網(wǎng)低頻振蕩發(fā)生發(fā)展的時(shí)空特性，利用多 測(cè)量點(diǎn)的起振時(shí)序以及振蕩幅度快速準(zhǔn)確地找到振蕩擾動(dòng)源。振蕩擾動(dòng)源的起振時(shí)間早于 高電壓等級(jí)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)路以及系統(tǒng)中其他各點(diǎn)的起振時(shí)間，并且振蕩源的主導(dǎo)振蕩頻率大 小、阻尼強(qiáng)弱與高電壓等級(jí)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)路的基本一致。電力系統(tǒng)振蕩擾動(dòng)源定位技術(shù)，選取多電壓等級(jí)電網(wǎng)中的若干個(gè)測(cè)量點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)各點(diǎn)功率波動(dòng)的幅值、主導(dǎo)振蕩頻率、阻尼等信息，利用上述特征，在電網(wǎng)發(fā)生振蕩的初 期迅速識(shí)別振蕩擾動(dòng)源，這有利于盡早采取相應(yīng)措施以平息振蕩，提高電網(wǎng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定水平， 防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明所使用的廣域多測(cè)量點(diǎn)信息可全面的反映多電壓等級(jí)大規(guī)模電力系統(tǒng) 低頻振蕩的時(shí)空特性，能夠根據(jù)準(zhǔn)確地判斷系統(tǒng)是否發(fā)生低頻振蕩，并有效防止因個(gè)別測(cè) 量點(diǎn)的紋波噪聲或壞數(shù)據(jù)而導(dǎo)致的誤判別；(2)本發(fā)明利用廣域多測(cè)量點(diǎn)主導(dǎo)模式識(shí)別和匹配技術(shù)可實(shí)時(shí)提供低頻振蕩的頻 率、阻尼、振幅等特征信息；(3)本發(fā)明利用廣域多測(cè)量點(diǎn)起振時(shí)序的追蹤技術(shù)反映出多電壓等級(jí)大規(guī)模電力 系統(tǒng)低頻振蕩發(fā)生發(fā)展的時(shí)空特性，能夠快速準(zhǔn)確地定位振蕩擾動(dòng)源，為實(shí)現(xiàn)低頻振蕩實(shí) 時(shí)控制功能提供了技術(shù)基礎(chǔ)，本發(fā)明綜合利用了電網(wǎng)多點(diǎn)廣域振蕩信息，在監(jiān)測(cè)全系統(tǒng)是 否發(fā)生振蕩的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步找到引發(fā)振蕩的擾動(dòng)源，其思路清晰，實(shí)用性強(qiáng)。具有廣闊的 應(yīng)用前景。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1多電壓等級(jí)大規(guī)模電力系統(tǒng)低頻振蕩傳播特性小結(jié)圖2振蕩擾動(dòng)源切除后電網(wǎng)振蕩迅速平息實(shí)例圖3本發(fā)明分析方法流程圖
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所提供的判別方法如下(1)多測(cè)量點(diǎn)起振時(shí)刻判定原理介紹利用基于功率數(shù)據(jù)的振蕩波形識(shí)別技術(shù)確定測(cè)量點(diǎn)是否起振，并記錄相應(yīng)的起振 時(shí)刻。(1. 1)振蕩的確認(rèn)條件1.振蕩周期T滿(mǎn)足Jmin彡T彡Tmax，其中Tmin與Tmax通常設(shè)定范圍為
秒；2. Pmax-Pmin ≥Pset(1. 2)等幅、增幅、減幅振蕩的計(jì)數(shù)方法 dP, 1 權(quán)利要求
1.一種定位電力系統(tǒng)振蕩擾動(dòng)源的方法，其特征是采集多電壓等級(jí)電網(wǎng)中若干個(gè)測(cè)量 點(diǎn)的電壓、電流、功率物理量，并且符合以下幾個(gè)條件條件一實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各測(cè)量點(diǎn)是否發(fā)生低頻同步功率振蕩，并給出振蕩的幅值、主導(dǎo)振蕩 模式頻率、主導(dǎo)振蕩模式阻尼、主導(dǎo)振蕩模式初始相位、振蕩起始時(shí)刻信息；條件二 發(fā)生低頻振蕩的各測(cè)量點(diǎn)的主導(dǎo)振蕩模式的頻率兩兩之間滿(mǎn)足I Afl<AFset，并且，發(fā)生低頻振蕩的各測(cè)量點(diǎn)的主導(dǎo)振蕩模式的阻尼比兩兩之間滿(mǎn)足I Ad|<ADset ；條件三發(fā)生低頻振蕩的各測(cè)量點(diǎn)的振蕩起始時(shí)刻具有先后時(shí)序關(guān)系，反映出低電壓 等級(jí)電網(wǎng)測(cè)量點(diǎn)起振時(shí)刻早于高電壓等級(jí)電網(wǎng)測(cè)量點(diǎn)起振時(shí)刻的明確特征，起振時(shí)刻最早 的測(cè)量點(diǎn)與起振時(shí)刻最晚的測(cè)量點(diǎn)之間的時(shí)間差滿(mǎn)足I Atl > Δ Tset ；條件四發(fā)生低頻振蕩的各測(cè)量點(diǎn)的主導(dǎo)振蕩模式的平均頻率滿(mǎn)足條件fmin< f·<fmax，起振時(shí)刻最早的測(cè)量點(diǎn)的振蕩幅值P滿(mǎn)足條件P > Pset ；同時(shí)滿(mǎn)足上述條件一、條件二、條件三、條件四時(shí)，判定電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩，起振時(shí) 刻最早的測(cè)量點(diǎn)所在區(qū)域的局部電網(wǎng)為振蕩擾動(dòng)源。
2.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)振蕩擾動(dòng)源的定位方法，其特征在于監(jiān)測(cè)多電壓等 級(jí)電網(wǎng)中若干測(cè)量點(diǎn)是否發(fā)生低頻振蕩，并比較這些測(cè)量點(diǎn)的振蕩幅度、主導(dǎo)模式頻率、主 導(dǎo)模式阻尼，特別是起振時(shí)刻先后等信息，并利用電網(wǎng)低頻振蕩是由擾動(dòng)源向全系統(tǒng)逐漸 傳播擴(kuò)散的時(shí)空特性來(lái)判定振蕩擾動(dòng)源的具體位置。
3.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)發(fā)生全系統(tǒng)低頻振蕩的判定方法，其特征在于確定若干 個(gè)測(cè)量點(diǎn)的低頻振蕩主導(dǎo)模式，這些主導(dǎo)模式的頻率兩兩之間滿(mǎn)足I Δ ·| < AFsrt，這些主 導(dǎo)模式的阻尼兩兩之間滿(mǎn)足I Δ(1| < ADseto
4.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)發(fā)生全系統(tǒng)低頻振蕩的判定方法，其特征在于AFsrt通常 范圍為
Ηζ，Δ Dsrt通常設(shè)定范圍為W，2% ] ； Δ Tsrt設(shè)定范圍為W. 4，10]秒；fmin與 fmax 設(shè)定范圍為
Hz0
全文摘要
定位電力系統(tǒng)振蕩擾動(dòng)源的方法，采集多電壓等級(jí)電網(wǎng)中若干個(gè)測(cè)量點(diǎn)的電壓、電流、功率物理量；條件一實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各測(cè)量點(diǎn)是否發(fā)生低頻同步功率振蕩，并給出振蕩的幅值、主導(dǎo)振蕩模式頻率、主導(dǎo)振蕩模式阻尼、主導(dǎo)振蕩模式初始相位、振蕩起始時(shí)刻信息；條件二發(fā)生低頻振蕩的各測(cè)量點(diǎn)的主導(dǎo)振蕩模式的頻率兩兩之間滿(mǎn)足|Δf|＜ΔFset；條件三發(fā)生低頻振蕩的各測(cè)量點(diǎn)的振蕩起始時(shí)刻具有先后時(shí)序關(guān)系，反映出低電壓等級(jí)電網(wǎng)測(cè)量點(diǎn)起振時(shí)刻早于高電壓等級(jí)電網(wǎng)測(cè)量點(diǎn)起振時(shí)刻的明確特征；條件四發(fā)生低頻振蕩的各測(cè)量點(diǎn)的主導(dǎo)振蕩模式的平均頻率fave滿(mǎn)足條件fmin＜fave＜fmax；同時(shí)滿(mǎn)足上述條件，判定電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩，起振時(shí)刻最早的區(qū)域的局部電網(wǎng)為振蕩擾動(dòng)源。
文檔編號(hào)G01R31/08GK102122823SQ20111004390
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者任祖怡, 俞秋陽(yáng), 吳小辰, 吳琛, 孫光輝, 張丹, 李文云, 柳勇軍, 畢兆東, 白楊, 郭琦, 陳松林, 黃偉 申請(qǐng)人:云南電力調(diào)度中心, 南京南瑞繼保電氣有限公司, 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司