專利名稱：基于直線法判斷負(fù)阻尼振蕩與強(qiáng)迫振蕩的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于直線法判斷負(fù)阻尼振蕩與強(qiáng)迫振蕩的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
隨著電力工業(yè)市場(chǎng)化進(jìn)程的深入，電力系統(tǒng)越來越趨于極限運(yùn)行，低頻振蕩問題是國內(nèi)外電網(wǎng)共同面對(duì)的技術(shù)難題。低頻振蕩頻率低，振蕩范圍廣，振蕩持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定造成了巨大威脅。產(chǎn)生低頻振蕩的原因主要有兩種，一種是負(fù)阻尼低頻振蕩，負(fù)阻尼振蕩是逐漸增幅過程，若沒有人為干預(yù)，將持續(xù)保持增幅振蕩，振蕩的幅度越來越大，直到系統(tǒng)切機(jī)或失穩(wěn)；另一種是強(qiáng)迫共振型的低頻振蕩，當(dāng)擾動(dòng)頻率與系統(tǒng)自然振蕩頻率相同或接近時(shí)，產(chǎn)生共振，振蕩振幅主要與擾動(dòng)的幅度及系統(tǒng)阻尼水平有關(guān)，振蕩過程中擾動(dòng)源一直存在。強(qiáng)迫振蕩引起的低頻振蕩與負(fù)阻尼低頻振蕩的相似點(diǎn)為(I)振蕩的起始階段都表現(xiàn)為增幅振蕩；(2)增幅振蕩都可能發(fā)展為等幅振蕩。這使得如何正確、快速識(shí)別它們成為必須解決而又難于解決的問題。兩種機(jī)理振蕩的起因不同，需要采取的應(yīng)對(duì)措施也不同，因此有效地判別負(fù)阻尼振蕩和強(qiáng)迫振蕩對(duì)快速應(yīng)對(duì)低頻振蕩問題有重要意義。但由于兩種振蕩的表現(xiàn)形式很相似，目前尚未發(fā)現(xiàn)有能有效判別負(fù)阻尼振蕩和強(qiáng)迫振蕩方法的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種基于直線法判斷負(fù)阻尼振蕩與強(qiáng)迫振蕩的系統(tǒng)和方法，適合用以連續(xù)監(jiān)控電力系統(tǒng)中的低頻振蕩現(xiàn)象；當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生低頻振蕩時(shí)可以根據(jù)功率曲線快速準(zhǔn)確找出功率峰值序列，構(gòu)建直線方程，比較直線方程時(shí)間段內(nèi)各點(diǎn)的功率測(cè)量值與直線上對(duì)應(yīng)數(shù)值的關(guān)系來辨別振蕩性質(zhì)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于直線法判斷負(fù)阻尼振蕩與強(qiáng)迫振蕩的系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述系統(tǒng)包括依次連接的功率峰值計(jì)算啟動(dòng)模塊、功率峰值提取單元、轉(zhuǎn)存單元、有效性確認(rèn)單元、直線方程構(gòu)建單元、中間計(jì)算單元和振蕩類型判定單元。本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述功率峰值計(jì)算啟動(dòng)模塊包括電流突變量動(dòng)作檢測(cè)組件和接收其控制信號(hào)的定時(shí)計(jì)數(shù)器。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術(shù)方案中，所述轉(zhuǎn)存單元設(shè)置有存儲(chǔ)功率峰值及相應(yīng)的時(shí)刻的功率峰值序列。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選技術(shù)方案中，提供一種基于直線法判斷負(fù)阻尼振蕩與強(qiáng)迫振蕩的方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括如下步驟(I).啟動(dòng)功率峰值計(jì)算；(2).提取功率峰值；(3).將提取的功率峰值及相應(yīng)的時(shí)刻轉(zhuǎn)存在功率峰值序列中；(4).確認(rèn)功率峰值的有效性；
(5).構(gòu)建并計(jì)算直線方程；(6).根據(jù)直線方程的計(jì)算結(jié)果對(duì)振蕩類型進(jìn)行判定。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟I中，利用所述電流突變量動(dòng)作檢測(cè)組件對(duì)電流突變量進(jìn)行檢測(cè)，若檢測(cè)出電流突變量，則向所述定時(shí)計(jì)數(shù)器發(fā)出控制命令，在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)擾動(dòng)源。
本發(fā)明提供的第五優(yōu)選技術(shù)方案中，所述電流突變量動(dòng)作檢測(cè)組件依式(I)對(duì)電流突變量進(jìn)行檢測(cè)Il (in-in-N) |-| (in-N-in-2N) Il ≥⑴其中，i為實(shí)時(shí)電流采樣值；n為采樣點(diǎn)序號(hào)#為數(shù)據(jù)采樣周期；Idsrt為電流突變量啟動(dòng)設(shè)定值。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟2中，所述功率峰值提取單元根據(jù)式(2)對(duì)功率峰值進(jìn)行提取
權(quán)利要求
1.一種基于直線法判斷負(fù)阻尼振蕩與強(qiáng)迫振蕩的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括依次連接的功率峰值計(jì)算啟動(dòng)模塊、功率峰值提取單元、轉(zhuǎn)存單元、有效性確認(rèn)單元、直線方程構(gòu)建單元、中間計(jì)算單元和振蕩類型判定單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率峰值計(jì)算啟動(dòng)模塊包括電流突變量動(dòng)作檢測(cè)組件和接收其控制信號(hào)的定時(shí)計(jì)數(shù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)存單元設(shè)置有存儲(chǔ)功率峰值及相應(yīng)的時(shí)刻的功率峰值序列。
4.根據(jù)1-3項(xiàng)權(quán)利要求任一項(xiàng)所述系統(tǒng)的基于直線法判斷負(fù)阻尼振蕩與強(qiáng)迫振蕩的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 (1).啟動(dòng)功率峰值計(jì)算； (2).提取功率峰值； (3).將提取的功率峰值及相應(yīng)的時(shí)刻轉(zhuǎn)存在功率峰值序列中； (4).確認(rèn)功率峰值的有效性； (5).構(gòu)建并計(jì)算直線方程； (6).根據(jù)直線方程的計(jì)算結(jié)果對(duì)振蕩類型進(jìn)行判定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步驟I中，利用所述電流突變量動(dòng)作檢測(cè)組件對(duì)電流突變量進(jìn)行檢測(cè)，若檢測(cè)出電流突變量，則向所述定時(shí)計(jì)數(shù)器發(fā)出控制命令，在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)擾動(dòng)源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述電流突變量動(dòng)作檢測(cè)組件依式(I)對(duì)電流突變量進(jìn)行檢測(cè)Il (H-N) H (in-N_in-2N) Il ≥ Idset ⑴ 其中，i為實(shí)時(shí)電流采樣值；n為采樣點(diǎn)序號(hào)；N為數(shù)據(jù)采樣周期；Idsrt為電流突變量啟動(dòng)設(shè)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步驟2中，所述功率峰值提取單元根據(jù)式(2)對(duì)功率峰值進(jìn)行提取
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步驟3中，所述轉(zhuǎn)存單元根據(jù)式(3)將提取的功率峰值及相應(yīng)的時(shí)刻轉(zhuǎn)存在功率峰值序列中；
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步驟4中，根據(jù)式(4)確認(rèn)功率峰值的有效性；Pj (k) -Pj (k-1)≤ O Tj GO-Tj(H)≤0.4 (4)Tj(k) -Tj(k-1) ( 20。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，當(dāng)功率峰值不能滿足式(4)的條件時(shí)，返回(2)式提取功率峰值。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步驟5中，提取出7個(gè)有效功率峰值，用功率峰值的第一點(diǎn)和第六點(diǎn)構(gòu)建直線方程F (t)
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步驟6中，根據(jù)G[t(k)]的計(jì)算結(jié)果來判斷低頻振蕩的類型，令G[L(7)]等于Z，(a)·統(tǒng)計(jì) G [Tj (2) ]，G [Tj (3) ]，G [Tj (4) ]，G [Tj (5)]中小于 O 的個(gè)數(shù)為 R，當(dāng) R 彡 3 且 Z> O時(shí)判定為強(qiáng)迫振湯；(b)·統(tǒng)計(jì) G [Tj (2) ]，G [Tj (3) ]，G [Tj (4) ]，G [Tj (5)]中數(shù)值大于 O 的個(gè)數(shù)為 Q，當(dāng) Q 彡 3日Z<0判定為負(fù)阻尼振蕩。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于直線法判斷負(fù)阻尼振蕩與強(qiáng)迫振蕩的系統(tǒng)和方法，通過PMU或WAMS的數(shù)據(jù)，選取一個(gè)與電力系統(tǒng)穩(wěn)定關(guān)系密切的機(jī)電量，在初始十幾個(gè)周波內(nèi)快速識(shí)別出某個(gè)低頻振蕩是由于系統(tǒng)缺乏阻尼而導(dǎo)致的負(fù)阻尼低頻振蕩、還是由于系統(tǒng)中存在強(qiáng)迫擾動(dòng)源引發(fā)的強(qiáng)迫振蕩，以便快速采取抑制低頻振蕩的措施。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102914712SQ20121039741
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者劉增煌, 賈文雙, 李瑩, 李文鋒, 陶向宇, 王官宏, 何鳳軍, 朱方 申請(qǐng)人:中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司