CN101557110B - 电力系统低频振荡在线分析及辅助决策方法 - Google Patents

电力系统低频振荡在线分析及辅助决策方法 Download PDF

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Abstract

电力系统低频振荡在线分析及辅助决策方法。本发明是根据PMU实测的反映电网动态过程的发电机功角、有功功率、母线电压相角、线路有功功率和变压器有功功率等信息，在线监视电网低频振荡事件，识别振荡模式及强相关的机组，计算参与因子，辨识振荡中心的大致区域，并准实时给出抑制振荡的辅助决策信息。本发明克服了由于电网模型和参数不准确导致对低频振荡分析困难的问题；改变了以往对于低频振荡缺少监视、分析手段，无法快速反应的局面；改变了以往对于低频振荡缺少辅助决策手段，难以做出正确判断的局面。基于本发明实现的低频振荡安全预警及辅助决策系统能够为电网运行人员监视、分析电网低频振荡特性和处理低频振荡事件提供重要支持。

Description

电力系统低频振荡在线分析及辅助决策方法
技术领域
本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说本发明提出了基于广域测量系统(WAMS)数据平台，进行低频振荡预警、在线分析和辅助决策的计算方法和完整解决方案。
背景技术
随着负荷的增长、送电距离的增加、大量高压直流输电(HVDC)和灵活交流控制系统(FACTS)的投运，现代电力系统的动态特性越来越复杂。同时，由于长距离输电和电网互联的增多，低频振荡问题越来越突出，弱阻尼的低频振荡正成为限制互联电网传输能力的瓶颈。快速而准确地监测低频振荡事件，分析电网低频振荡特性，并进行有效的控制，是提高大型电网稳定性的关键技术之一。广域测量系统(WAMS)能实时同步测量电网不同地点的状态信息，并将同步相量数据汇集到调度中心数据平台上，为低频振荡在线分析和控制提供了有利条件。电力系统低频振荡在线分析及辅助决策方法正是充分利用同步测量的信息，实现对电网低频振荡事件的监视、分析与辅助决策。
发明内容
电力系统低频振荡在线分析及辅助决策方法提出了基于广域测量信息，进行低频振荡预警、在线分析和辅助决策的计算方法和完整解决方案。基于该法实现的低频振荡安全预警及辅助决策系统能够根据PMU实测的发电机功角、有功功率、厂站(母线)电压相角、线路有功功率和变压器有功功率等信息，在线监测电网低频振荡事件，识别振荡模式和振荡模型强相关机组，计算机组参与因子，辨识振荡中心的大致区域，准实时给出抑制振荡的辅助决策信息。该方法根据反映电网实际动态过程的同步测量信息进行分析，克服了电网模型和参数不准确的问题，能够反映电网的实际振荡特性，为电网运行人员监视电网动态、分析和处理低频振荡提供了重要支持。
具体地说，本发明是采取以下技术方案来实现的，包括下列步骤：
1)低频振荡预警：
Figure G2009100309372D00021
根据PMU实测的发电机、交流线路和变压器的有功功率，利用Prony算法提取经滤波处理的曲线中的属于低频振荡频率范围内的所有振荡模式特征量组(频率、幅值、阻尼比和相位)，识别在所有振荡模式特征量组中幅频响应绝对占优的模式特征量组作为该振荡曲线对应的主要振荡模式，再依据设定的振荡幅值、阻尼比等门槛值判断监视设备状态。
Figure G2009100309372D00022
低频振荡告警判据为连续n(n为设定值)个时间窗口的振荡频率满足设定的低频振荡频率范围，振荡幅值大于设定的告警限值，并且阻尼比小于设定的告警限值。若有一个设备出现低频振荡，则判定电网出现低频振荡。
2)低频振荡在线分析：
Figure G2009100309372D00023
当发生低频振荡时，自动触发低频振荡在线分析。对发电机功角和厂站电压相角数据预处理后，经Prony分析得到振荡模式特征量组，结合预警部分的计算结果，汇集提取的振荡模式特征量组，依据能量最大原则，识别系统的主导模式，依据频率差Δf和阻尼比差Δd判断相同模式。
Figure G2009100309372D00031
针对主导振荡模式，把角度振荡幅值最大的发电机或厂站的初相角设为参考角(置为0度)，依据新的初相角对发电机和厂站进行分群，在0度附近的为一群，180度附近的为另一群。
Figure G2009100309372D00032
振荡中心大致区域为新的初相角位于90度附近的，且电压波动幅值大于设定值的厂站。
Figure G2009100309372D00033
针对主导振荡模式参与设备的模式特征量组，选择分群结果中设备的有功功率振荡幅值的最大值作为基准值，把设备有功功率振荡幅值与基准值的比值作为设备的参与因子，依据设备的参与因子大小判定强相关设备。
3)低频振荡辅助决策：
Figure G2009100309372D00034
依据在线分析结果和离线制定的策略表，向调度员提供处理低频振荡事件辅助决策支持。实现方式有两种，一是依据分析结果自动搜索得到的辅助决策信息；另一类是通过匹配事先制定的离线策略表获取的辅助决策信息。在振荡过程中，将根据振荡模式变化自动修正辅助决策信息。
Figure G2009100309372D00035
将辅助策略划分为三个等级：在电网即将发生低频振荡或低频振荡发生初期，给出一级策略；在抑制效果不明显时，给出二级策略；当振荡长时间不能平息，且为增幅或等幅振荡时，给出三级策略。
该方法的有益效果如下：该方法根据反映电网实际动态过程的同步测量信息进行分析，克服了电网模型和参数不准确的问题，能够反映电网的实际振荡特性。基于该方法实现的系统能够快速准确的识别低频振荡并发出告警信息，改变了以往对于低频振荡缺少监视、分析手段，无法快速反应的局面，提高了电网动态安全稳定预警能力；能够向调度运行人员提供丰富且必要的信息(包括参与机组、振荡中心和辅助决策等)，协助其完成对电网的监视和控制，改变了以往对于低频振荡缺少辅助决策手段，难以做出正确判断的局面，提高了对低频振荡的处理能力。
附图说明
图1为低频振荡预警流程图，图2为低频振荡在线分析流程图，图3为低频振荡辅助决策流程图。
具体实施方式
下面结合流程图，对该方法作详细描述。
附图1为低频振荡预警计算流程图。图1中步骤1描述的是数据预处理，对监视设备的实测数据进行数据预处理，形成分析计算输入数据。数据预处理包括数据的滤波处理和低频振荡的预判断。
图1中步骤2描述的是数据预处理后，采用Prony分析得到振荡模式特征量组，并把幅频响应绝对占优的模式作为该振荡曲线的主导振荡模式特征量组。
图1中步骤3描述的是根据主导模式判断低频振荡状态。低频振荡告警判据为连续n(n为设定值)个时间窗口的振荡频率满足设定的低频振荡频率范围，振荡幅值大于设定的告警限值，并且阻尼比小于设定的告警限值。若有一个设备出现低频振荡，则电网出现低频振荡。
图1中步骤4描述的是结果整理。若发生低频振荡，则发出告警消息，启动在线分析模块。若低频振荡结束，整理低频振荡结果，自动保存整个振荡过程。
附图2为低频振荡在线分析计算流程图。图2中步骤1描述的是模式识别，预处理后数据经分析计算，得到的振荡模式特征量组，汇集振荡模式，根据能量最大原则，识别此次振荡的主导模式。
图2中步骤2描述的是模态分布计算，利用发电机功角和厂站电压相角和主导模式信息，进行模态分布计算，基于模态分布计算得到的初相角，对发电机和厂站进行分群。选择分群结果中振荡幅值的最大值作为基准值，其余设备幅值与基准值相比来计算参与因子。依据计算得到的参与因子，识别模式强相关机组。
图2中步骤3描述的是根据厂站分析结果和主导模式信息，识别振荡中心区域厂站。利用步骤2得到的厂站分群结果，结合厂站电压波动，识别振荡中心大致区域。
图3为低频振荡辅助决策流程图。图3中步骤1描述的是启动策略搜索。当电网即将发生低频振荡或发生低频振荡时，且阻尼较小时，进行策略搜索。
图3中步骤2描述的是获取在线监视和分析结果。辅助决策信息分为两种，一是程序依据分析结果自动搜索得到的辅助决策信息；另一类是程序通过匹配事先制定的离线策略表获取的辅助决策信息。
图3中步骤3描述的是辅助策略等级判断。将辅助策略划分为三个等级：在电网即将发生低频振荡或低频振荡发生初期，给出一级策略；在抑制效果不明显时，给出二级策略；当振荡长时间不能平息，且为增幅或等幅振荡时，给出三级策略。策略等级根据振荡时间，功率波动幅值和阻尼比限值划分。
图3中步骤4描述的是策略整理。在向调度员提交辅助策略前，需要对初步得到的辅助决策信息进行检查，剔除可能出现的冗余信息。将同一时间给出的控制措施合并为一条策略。
总之，电力系统低频振荡在线分析及辅助决策方法根据反映电网实际动态过程的同步测量信息进行分析，能够在线监测电网低频振荡事件，识别振荡模式和振荡模型强相关机组，计算机组参与因子，辨识振荡中心的大致区域，准实时给出抑制振荡的辅助决策信息。该方法克服了电网模型和参数不准确的问题，能够反映电网的实际振荡特性，为电网运行人员监视电网动态、分析和处理低频振荡提供了重要支持。

Claims (3)

1.电力系统低频振荡在线分析及辅助决策方法，其特征在于：
1)低频振荡预警是利用PMU实测的发电机、交流线路和变压器的有功功率，识别低频振荡；其中，具体步骤为：对监视设备的有功功率数据进行预处理后，经Prony分析得到振荡模式特征量组，特征量组包括频率、幅值、阻尼比和相位；在低频振荡频率范围内识别各曲线幅频响应绝对占优的模式作为主导模式特征量组；再依据每个设备主导模式的幅值、阻尼比和振荡次数门槛值判断电网低频振荡安全性；
2)低频振荡在线分析在电网出现低频振荡时利用发电机功角和厂站母线电压相角识别主导振荡模式和强相关机组，计算参与因子，辨识出振荡中心所在的区域；具体为，对发电机功角和厂站电压相角数据预处理后，经Prony分析得到振荡模式特征量组，结合预警部分的计算结果，汇集提取的振荡模式特征量组，依据能量最大原则，识别系统的主导模式，依据频率差和阻尼比差判断相同模式；
针对主导振荡模式，把角度振荡幅值最大的发电机或厂站的初相角设为参考角，并置为0度，依据新的初相角对发电机和厂站进行分群，在0度附近的为一群，180度附近的为另一群；
依据分群结果，结合对位于90度附近的，且电压波动幅值大于设定值的厂站电压的分析结果，识别振荡中心所在区域；
针对主导振荡模式参与设备的模式特征量组，选取设备有功功率振荡幅值最大的作为参考，计算主导模式下参与设备的参与因子，根据参与因子识别强相关机组，主导振荡模式参与设备包括发电机、线路和变压器，参与因子的基准为主导振荡模式下模式特征量组中设备有功功率振荡幅值的最大值，把设备的有功功率振幅与该基准的比值作为其参与因子；
3)低频振荡辅助决策在电网即将发生低频振荡或低频振荡发生期间，依据在线分析结果和离线制定的策略表，向调度员提供处理低频振荡事件的辅助决策支持。
2.根据权利要求1所述的电力系统低频振荡在线分析及辅助决策方法，其特征在于辅助策略等级分为三级：在电网即将发生低频振荡或低频振荡发生初期，给出第一级策略；在抑制效果不明显时，给出第二级策略；当振荡长时间不能平息，且为增幅或等幅振荡时，给出第三级策略。
3.根据权利要求1所述的电力系统低频振荡在线分析及辅助决策方法，其特征在于，所述的数据预处理包括数值滤波，减少计算量；所述的低频振荡告警判据为：连续n个时间窗口的振荡频率满足设定的低频振荡频率范围，振荡幅值大于设定的告警限值，并且阻尼比小于设定的告警限值；若有一个设备出现低频振荡，则判定电网出现低频振荡，n为设定值。
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101719675B (zh) * 2009-12-24 2012-08-29 华北电力大学 一种基于pmu的低频振荡控制方法
CN102013689B (zh) * 2010-11-24 2013-12-18 中国电力科学研究院 一种小地区振荡模式激发主网振荡模式的判断方法
CN102055201B (zh) * 2010-12-09 2012-11-14 北京四方继保自动化股份有限公司 基于微扰动信号振荡模式辨识的电力系统低频振荡机理分析方法
CN102157949B (zh) * 2011-03-25 2013-06-19 武汉大学 一种小干扰稳定性预测及辅助决策方法
CN103999316B (zh) * 2011-12-16 2016-10-19 西门子公司 用于产生说明在供电网中的摆动的信号的方法
CN103248063B (zh) * 2013-05-15 2015-08-19 国家电网公司 一种基于pmu的多直流协调广域阻尼控制方法
CN103576562B (zh) * 2013-11-07 2016-08-17 国家电网公司 一种电力系统稳控策略在线仿真校验方法
CN103746372B (zh) * 2014-01-07 2016-02-24 南京南瑞集团公司 电网振荡模式类型及关联调度区域的在线自动识别方法
CN104217112B (zh) * 2014-09-02 2017-06-20 南京工程学院 一种基于多类型信号的电力系统低频振荡分析方法
CN104488943B (zh) * 2014-10-23 2016-04-06 东莞市瑞德丰生物科技有限公司 一种杀虫组合物
CN104483532B (zh) * 2014-11-20 2017-06-06 北京天源科创风电技术有限责任公司 一种风电机组电网电压振荡识别方法及系统
CN104865497B (zh) * 2015-04-30 2017-08-29 国电南瑞科技股份有限公司 基于扩展Prony算法的低频振荡就地化在线辨识方法
CN104808089B (zh) * 2015-05-08 2017-12-08 贵州电力试验研究院 基于机端三相电压信号的低频振荡检测方法及系统
CN104931838B (zh) * 2015-07-01 2017-08-29 河海大学 基于牵引负荷冲击响应的系统阻尼在线监测方法与系统
CN105226637B (zh) * 2015-09-01 2017-02-22 三峡大学 一种基于振荡分群辨识方法的低频振荡调度控制方法
CN106203355A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 许继集团有限公司 一种电力系统低频振荡的检测方法及装置
CN106370956A (zh) * 2016-10-11 2017-02-01 国网浙江省电力公司电力科学研究院 基于电容器投切响应的系统阻尼在线监测方法
CN106526359B (zh) * 2016-10-21 2019-08-06 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 基于Prony算法和病态数据分析的电网低频振荡检测方法
CN108090846B (zh) * 2017-12-05 2020-09-29 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种电网低频振荡案例库的构建方法及装置
CN108089095B (zh) * 2017-12-05 2020-02-04 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种电网低频振荡参数预测方法及装置
CN110474365B (zh) * 2019-08-05 2020-10-23 国网湖南省电力有限公司 一种火电机组功率振荡在线预警分析方法和系统
CN113471960B (zh) * 2021-05-31 2024-02-23 国网江苏省电力有限公司 一种基于多源数据融合的低频振荡类型判断方法和装置
CN114884051B (zh) * 2021-10-26 2024-05-14 中国电力科学研究院有限公司 一种电网全频段振荡分析、定位及控制方法及系统
CN115833179A (zh) * 2022-12-16 2023-03-21 阳光电源(南京)有限公司 一种低频振荡控制方法及系统

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