CN105470970A - 电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法及系统 - Google Patents

电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法及系统，其中，方法包括以下步骤：检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流；根据次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗；根据次和/或超同步谐波复阻抗判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源；如果待测对象为次同步激励源或超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号。本发明实施例的保护方法可以快速切除电网中的次和/或超同步激励源，消除次(超)同步振荡对电力系统的不利影响，更好地保证电力系统的可靠性。

Description

电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别涉及一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法及系统。
背景技术
近年来，新能源发电技术，如风电、光伏的快速持续发展，为人类提供了清洁、可持续的电能，同时，各种电力电子设备或装置，如静止同步补偿器(STATCOM)、柔性直流输电换流器也得到了广泛的应用。然而，在特定的控制模式或运行方式下，一旦这些新型电力设备接入电网运行，可能引发危险的次同步和/或超同步振荡，进而在电网及其设备中产生对应的间谐波分量，危及电网的安全稳定运行和影响供电质量。
相关技术中，针对此类由于电力电子控制设备/装置与电网相互作用引发的次同步和超同步振荡问题，有效的解决方法之一是找到引发振荡的间谐波源，并及时将其从电网中隔离出来，亦即采用继电保护的方法，检测出对应的次同步和/或超同步“有源”设备，并将其从电网中脱开或解列。考虑到实际发生次同步和/或超同步振荡时，电网中相关设备的输出中都或多或少地包含次同步和/或超同步谐波分量，很难定位哪些设备是主动性(active)的激励源，哪些设备只是被动(passive)的参与者，因此很难做到精确的保护，易于导致“过切”(即切除被动设备，造成事故扩大)或“欠切”(即未能切除足够多的激励源，从而不能彻底抑制振荡)现象。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，该方法可以快速切除电网中的次(超)同步激励源，提高电力系统的可靠性。
本发明的另一个目的在于提出一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，包括以下步骤：检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流；根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗；根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源；以及如果所述待测对象为所述次同步激励源或所述超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号。
根据本发明实施例提出的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，通过次和/或超同步谐波复阻抗判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源，如果待测对象为次同步激励源或超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号，从而快速切除电网中的次(超)同步激励源，消除次(超)同步振荡对电力系统的不利影响，更好地保证电力系统的可靠性。
另外，根据本发明上述实施例的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源，进一步包括：根据所述次和/或超同步谐波复阻抗的实部的极性与幅值和所述次和/或超同步谐波复阻抗的虚部的极性与幅值判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在所述检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流之前，还包括：根据预设采样频率采集电力系统中电气信号，以通过模数转换生成数字信号；对所述数字信号进行滤波处理，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步谐波。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在所述检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流之后，还包括：通过DFT或FFT计算进行谐波自适应检测，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率；根据所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率设计滤波器，以通过所述滤波器单独提取各次同步谐波和/或超同步谐波；通过基于DFT或FFT的相量校正测量算法对所述各次同步谐波和/或超同步谐波进行校正计算，以得到所述各次同步谐波和/或超同步谐波的频率；以及根据滤波器的增益和相移对校正计算得到的各次同步谐波和/或超同步谐波相量进行幅值补偿和相位补偿，以获取所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三相相量。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在所述根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗之后，还包括：根据所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三项相量选择模式保护判据，以判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
本发明另一方面实施例提出了一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统，包括：检测模块，用于检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流；获取模块，用于根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗；判断模块，用于根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源；以及输出模块，如果所述待测对象为所述次同步激励源或所述超同步激励源，则用于发送报警信号或跳闸信号。
根据本发明实施例提出的电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统，通过次和/或超同步谐波复阻抗判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源，如果待测对象为次同步激励源或超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号，从而快速切除电网中的次(超)同步激励源，消除次(超)同步振荡对电力系统的不利影响，更好地保证电力系统的可靠性。
另外，根据本发明上述实施例的电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述判断模块进一步用于：根据所述次和/或超同步谐波复阻抗的实部的极性与幅值和所述次和/或超同步谐波复阻抗的虚部的极性与幅值判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
进一步地，在本发明的一个实施例中，上述保护系统还包括：采集模块，用于根据预设采样频率采集电力系统中电气信号，以通过模数转换生成数字信号；滤波模块，用于对所述数字信号进行滤波处理，以获取初始次同步谐波和/或超同步谐波。
进一步地，在本发明的一个实施例中，上述保护系统还包括：自适应检测模块，通过DFT或FFT计算进行谐波自适应检测，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率；设计模块，用于根据所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率设计滤波器，以通过所述滤波器单独提取各次同步谐波和/或超同步谐波；校正模块，用于通过基于DFT或FFT的相量校正测量算法对所述各次同步谐波和/或超同步谐波进行校正计算，以得到所述各次同步谐波和/或超同步谐波的频率、幅值和相位；以及补偿模块，用于根据滤波器的增益和相移对校正计算得到的各次同步谐波和/或超同步谐波相量进行幅值补偿和相位补偿，以获取所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三相相量。
进一步地，在本发明的一个实施例中，上述保护系统还包括：选择模块，用于根据所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三项相量选择模式保护判据，以判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法的流程图；
图3为根据本发明实施例的电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法及系统，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法。参照图1所示，该保护方法包括以下步骤：
S101，检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流。
其中，在本发明的一个实施例中，在检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流之前，还包括：根据预设采样频率采集电力系统中电气信号，以通过模数转换生成数字信号；对数字信号进行滤波处理，以获取初始次同步谐波和/或超同步谐波。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流之后，还包括：通过DFT或FFT计算进行谐波自适应检测，以获取初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率；根据初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率设计滤波器，以通过滤波器单独提取各次同步谐波和/或超同步谐波；通过基于DFT或FFT的相量校正测量算法对各次同步谐波和/或超同步谐波进行校正计算，以得到各次同步谐波和/或超同步谐波的频率；以及根据滤波器的增益和相移对校正计算得到的各次同步谐波和/或超同步谐波相量进行幅值补偿和相位补偿，以获取各次同步谐波和/或超同步谐波的三相相量。
具体地，参照图2所示，本发明实施例首先进行数据采集，具体包括以下步骤：
S1，根据预设采样频率采集电力系统中电气信号，以通过模数转换生成数字信号。
优选地，在本发明的一个实施例中，电气信号包括母线三相电压、线路和发电机的三相电流、断路器开关状态中的一种或多种。
其中，电气信号可以按照一定间隔采样方法进行采集，对采集到的模拟信号(电压、电流等)进行模数转换，获得对应的数字量。
S2，对数字信号进行滤波处理，以获取初始次同步谐波和/或超同步谐波。
进一步地，参照图2所示，本发明实施例其次进行次(超)同步频率辨识，具体包括以下步骤：
S3，通过DFT或FFT计算进行谐波自适应检测，以获取初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率。
S4，根据初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率设计滤波器，以通过滤波器单独提取各次同步谐波和/或超同步谐波。
S5，通过基于DFT或FFT的相量校正测量算法对各次同步谐波和/或超同步谐波进行校正计算，以得到各次同步谐波和/或超同步谐波的频率、幅值和相位。
S6，根据滤波器的增益和相移对校正计算得到的各次同步谐波和/或超同步谐波的相量进行幅值补偿和相位补偿，以获取各次同步谐波和/或超同步谐波的三相相量。
需要说明的是，在上述电流幅值与相位检测过程中，由于该环节的目的在于测量次(超)同步谐波电流的幅值与相位。对于三相电力系统中电流幅值与相位检测，可先求出其正序分量，或者仅采用其中一相来进行，幅值与相位的检测方法可采用以下方法之一或其组合：
1)DFT或FFT方法；
2)基于DFT或FFT的相量校正方法；
3)幅值采用峰(谷)值检测方法，相位采用过零点检测方法；以及
4)采用标准的正弦波有效值计算方法得到有效值，幅值为有效值的倍。
并且，在上述的电压幅值与相位检测过程中，由于该环节的目的在于测量出次(超)同步谐波电压的幅值与相位。所针对的电压必须与电流一致，即如果电流为正序电流，电压也应为正序电压；而如果电流为某相电流，电压也应该为同一相电压。
S102，根据次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗。
S103，根据次和/或超同步谐波复阻抗判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
进一步地，在本发明的一个实施例中，根据次和/或超同步谐波复阻抗判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源，进一步包括：根据次和/或超同步谐波复阻抗的实部的极性与幅值和次和/或超同步谐波复阻抗的虚部的极性与幅值判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
需要说明的是，本发明实施例也可以直接根据电压与电流的对应关系直接判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在根据次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗之后，还包括：根据各次同步谐波和/或超同步谐波的三项相量选择模式保护判据，如图2中模式1保护判据至模式n保护判据所示，以判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
具体地，参照图2所示，本发明实施例的电流判据环节为将上述电流检测环节中得到的次(超)同步模式电流分量的幅值作为输入变量,分别比较其与和预先设定门槛值的大小，进而输出判别结果。电流判据包括下述可以组合应用的子判据：
1)启动判据
设置电流门槛1，作为启动门槛，比较模式电流幅值与门槛1，当模式电流幅值大于门槛1时，输出“启动”指令，启动后续判据的执行；
2)报警判据
设置电流门槛2(大于门槛1)，作为报警门槛，比较模式电流幅值与门槛2，当模式电流幅值大于门槛2时，输出“报警”指令，并启动录波操作；
3)越限判据
设置电流门槛3(大于门槛2)，作为越限门槛，比较模式电流幅值与门槛3，当模式电流大于门槛3时，输出“越限”指令；
4)不稳定判据或发散判据
计算电流幅值的衰减率或发散率，可采用如下典型方法实现：峰值计算法，Prony辨识法，最小二乘辨识法。当衰减率小于或等于0时，表示电流幅值发散或维持，输出“不稳定”或“发散”指令。
将上述四个电流子判据的输出组合成一个输出字，用以表达四个判据的输出结果，典型实现如，设置一个4位二进制数，其中：
第一位(最低位)1表示启动判据输出“启动”，0表示“不启动”；
第二位1表示报警判据输出“报警”，0表示“不报警”；
第三位1表示越限判据输出“越限”，0表示“不越限”；
第四位1表示不稳定判据或发散判据输出“不稳定”或“发散”，0表示“稳定”或“收敛”。
同理可知，参照图2所示，本发明实施例的电压判据环节为将上述电流检测环节中得到的次(超)同步模式电压分量的幅值作为输入变量,分别比较其与和预先设定门槛值的大小，进而输出判别结果。电压判据包括下述可以组合应用的子判据：
1)启动判据
设置电压门槛1，作为启动门槛，比较模式电压幅值与门槛1，当模式电压幅值大于门槛1时，输出“启动”指令，启动后续判据的执行；
2)报警判据
设置电压门槛2(大于门槛1)，作为报警门槛，比较模式电压幅值与门槛2，当模式电压幅值大于门槛2时，输出“报警”指令，并启动录波操作；
3)越限判据
设置电压门槛3(大于门槛2)，作为越限门槛，比较模式电压幅值与门槛3，当模式电压大于门槛3时，输出“越限”指令；
4)不稳定判据或发散判据
计算电压幅值的衰减率或发散率，可采用如下典型方法实现：峰值计算法，Prony辨识法，最小二乘辨识法。当衰减率小于或等于0时，表示电压幅值发散或维持，输出“不稳定”或“发散”指令。
将上述四个电压子判据的输出组合成一个输出字，用以表达四个判据的输出结果，典型实现如，设置一个4位二进制数，其中：
第一位(最低位)1表示启动判据输出“启动”，0表示“正常”；
第二位1表示报警判据输出“报警”,0表示“不报警”；
第三位1表示越限判据输出“越限”，0表示“不越限”；
第四位1表示不稳定判据或发散判据输出“不稳定”或“发散”，0表示“稳定”或“收敛”。
进一步地，参照图2所示，本发明实施例的复阻抗判据为将上述电流、电压检测环节中得到的电压、电流次同步(超同步)分量的幅值和相角作为输入变量。
理论上，当谐波复阻抗特性满足X<0且R<0时，则可认为该设备为谐波源或该子系统中包含有谐波源。但是如果当电流值很小时，计算得到的复阻抗值会很大，没有实际意义。因此首先判断电流幅值是否达到一个设定的门槛值，如果是则进行后续操作，如果不是则输出“未启动”。
举例而言，以下为本发明实施例所设计的复阻抗判据中的两种实现方法：
方法一：直接计算出谐波复阻抗，其中规定电流的方向以流入被保护对象为正，即：
其中，Z,R,X分别表示计算出来的谐波复阻抗，电阻和感抗；分别表示次(超)同步电压和电流的相量、幅值与相位。
根据设备或系统特性不同，设置如下可能的判据：
1)R设置两个电阻值门槛RT1，RT2,其典型值取-0.02，0.02(标幺值)；当RT1≤R<RT2时输出“不明”，当R≤RT1时输出“异常”，其他情况输出“正常”；
2)X设置两个感抗门槛，XT1，XT2,其典型值取-0.02，0.02(标幺值)；当XT1≤X<XT2时输出“不明”，当X≤XT1时输出“异常”，其他情况输出“正常”。
综合上述判据1)和2)的结果形成本判据输出，如：两者任一者为“异常”时输出“异常”，两者均为“正常”时输出“正常”，其他则输出“不明”；或者其他逻辑组合情况。
方法二：不计算复阻抗，而是通过计算电压和电流的幅值之比和相位差来实现，即：
A = U I &phi; = &phi; U - &phi; I ,
相当于得到方法一所计算复阻抗的幅值和相位，设为A和(电压超前电流为正，取值范围-180度到180度)，相应的判据可变换为：
1)A设置两个电阻值门槛AT，其典型值取0.02(标幺值)；当A<AT时输出“正常”，当A>AT时输出“异常”；
2)设置两个感抗门槛，其典型值取-180度，-90度；当时输出“异常”，其他情况输出“正常”。
综合上述判据1)和2)的结果形成本判据输出，如：两者均为“异常”时输出“异常”，其他情况输出“正常”；或者其他逻辑组合情况。
S104，如果待测对象为次同步激励源或超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号。
进一步地，参照图2所示，本发明实施例的模式总判据为综合上述模式电流判据、电压判据和复阻抗判据的输出结果，构造对应模式的总判据，即：
1)如果电压“越限”，或电流“越限”，或电流“启动”且电流“不稳定/发散”，或电压“启动”且电压“不稳定/发散”，或电流“启动”且复阻抗“异常”，则输出“跳闸”信号；
2)其他情况下，如果电压“报警”，或电流“报警”，则输出“报警”信号；
3)其他情况下，如果电流“启动”或电压“启动”，则发出“启动”信号；
4)其他情况输出“正常”信号。
需要说明的是，上述组合逻辑可根据实际系统进行必要的调整和重新组合。
进一步地，结合系统特性，将上述所有模式总判据结合起来，形成多模式集成判据，典型判据如下：
1)如果任何一个模式判据输出“跳闸”信号，则总输出“跳闸”信号，进行跳闸操作；
2)其他情况下，如果任何一个模式判据输出“报警”信号，则总输出“报警”信号，进行信号报警；
3)其他情况下，如果任何一个模式判据输出“启动”信号，则总输出“启动”信号，启动数据录波和/或光子牌，提示操作员；
4)其他情况输出“正常”信号，提示保护正常工作，无操作信号。
简言之，参照图2所示，本发明实施例的重点在于模式保护判据，以通过判别次(超)同步电流、电压变化趋势以及谐波复阻抗的极性，来甄别出被保护设备或系统及待测对象是主动激发还是被动参与次(超)同步振荡，及时作出相应的保护动作，消除振荡对电力系统造成的不利影响。
根据本发明实施例提出的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，通过次和/或超同步谐波复阻抗判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源，如果待测对象为次同步激励源或超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号，从而快速切除电网中的次(超)同步激励源，实现精准保护与自动快速检测出所有次(超)同步振荡分量的目的，通过次(超)同步分量对应的电流判据、电压判据、复阻抗判据以及综合判据，从而有效提高保护的可靠性和准确性，另外，整个环节包括数据采集、频率识别、保护判据等，均可以由简单电路实现，整个结构简单，易于实现，而且可以采用模块化结构，安装调试灵活方便，且易于扩展，很好地消除了次(超)同步振荡对电力系统的不利影响，更好地保证电力系统的可靠性。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法及系统。参照图3所示，该保护系统10包括：检测模块100、获取模块200、判断模块300和输出模块400。
其中，检测模块100用于检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流。获取模块200用于根据次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗。判断模块300用于根据次和/或超同步谐波复阻抗判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。如果待测对象为次同步激励源或超同步激励源，则输出模块400用于发送报警信号或跳闸信号。本发明实施例的保护系统10可以快速切除电网中的次(超)同步激励源，消除振荡对电力系统的不利影响，更好地保证电力系统的可靠性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，判断模块300进一步用于：根据次和/或超同步谐波复阻抗的实部的极性与幅值和次和/或超同步谐波复阻抗的虚部的极性与幅值判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的保护系统10还可以包括：采集模块与滤波模块。
其中，采集模块用于根据预设采样频率采集电力系统中电气信号，以通过模数转换生成数字信号。滤波模块用于对数字信号进行滤波处理，以获取初始次同步谐波和/或超同步谐波。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的保护系统10还可以包括：自适应检测模块、设计模块、校正模块与补偿模块。
其中，自适应检测模块用于通过DFT或FFT计算进行谐波自适应检测，以获取初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率。设计模块用于根据初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率设计滤波器，以通过滤波器单独提取各次同步谐波和/或超同步谐波。校正模块用于通过基于DFT或FFT的相量校正测量算法对各次同步谐波和/或超同步谐波进行校正计算，以得到各次同步谐波和/或超同步谐波的频率、幅值和相位。补偿模块用于根据滤波器的增益和相移对校正计算得到的各次同步谐波和/或超同步谐波相量进行幅值补偿和相位补偿，以获取各次同步谐波和/或超同步谐波的三相相量。
另外，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的保护系统10还可以包括：选择模块。其中，选择模块用于根据各次同步谐波和/或超同步谐波的三项相量选择模式保护判据，以判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
应理解，根据本发明实施例的电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统的具体实现过程可与本发明实施例的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法的工作流程相同，此处不再详细赘述。
根据本发明实施例提出的电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统，通过次和/或超同步谐波复阻抗判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源，如果待测对象为次同步激励源或超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号，从而快速切除电网中的次(超)同步激励源，实现精准保护与自动快速检测出所有次(超)同步振荡分量的目的，通过次(超)同步分量对应的电流判据、电压判据、复阻抗判据以及综合判据，从而有效提高保护的可靠性和准确性，另外，整个环节包括数据采集、频率识别、保护判据等，均可以由简单电路实现，整个结构简单，易于实现，而且可以采用模块化结构，安装调试灵活方便，且易于扩展，很好地消除了次(超)同步振荡对电力系统的不利影响，更好地保证电力系统的可靠性。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流；
根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗；
根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源；以及
如果所述待测对象为所述次同步激励源或所述超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号。
2.根据权利要求1所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，其特征在于，所述根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源，进一步包括：
根据所述次和/或超同步谐波复阻抗的实部的极性与幅值和所述次和/或超同步谐波复阻抗的虚部的极性与幅值判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
3.根据权利要求1所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，其特征在于，在所述检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流之前，还包括：
根据预设采样频率采集电力系统中电气信号，以通过模数转换生成数字信号；
对所述数字信号进行滤波处理，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步谐波。
4.根据权利要求3所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，其特征在于，在所述检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流之后，还包括：
通过DFT或FFT计算进行谐波自适应检测，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率；
根据所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率设计滤波器，以通过所述滤波器单独提取各次同步谐波和/或超同步谐波；
通过基于DFT或FFT的相量校正测量算法对所述各次同步谐波和/或超同步谐波进行校正计算，以得到所述各次同步谐波和/或超同步谐波的频率；以及
根据滤波器的增益和相移对校正计算得到的各次同步谐波和/或超同步谐波相量进行幅值补偿和相位补偿，以获取所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三相相量。
5.根据权利要求4所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，其特征在于，在所述根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗之后，还包括：
根据所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三项相量选择模式保护判据，以判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
6.一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流；
获取模块，用于根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗；
判断模块，用于根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源；以及
输出模块，如果所述待测对象为所述次同步激励源或所述超同步激励源，则用于发送报警信号或跳闸信号。
7.根据权利要求6所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统，其特征在于，所述判断模块进一步用于：
根据所述次和/或超同步谐波复阻抗的实部的极性与幅值和所述次和/或超同步谐波复阻抗的虚部的极性与幅值判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
8.根据权利要求6所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统，其特征在于，还包括：
采集模块，用于根据预设采样频率采集电力系统中电气信号，以通过模数转换生成数字信号；
滤波模块，用于对所述数字信号进行滤波处理，以获取初始次同步谐波和/或超同步谐波。
9.根据权利要求7所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统，其特征在于，还包括：
自适应检测模块，用于通过DFT或FFT计算进行谐波自适应检测，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率；
设计模块，用于根据所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率设计滤波器，以通过所述滤波器单独提取各次同步谐波和/或超同步谐波；
校正模块，用于通过基于DFT或FFT的相量校正测量算法对所述各次同步谐波和/或超同步谐波进行校正计算，以得到所述各次同步谐波和/或超同步谐波的频率、幅值和相位；以及
补偿模块，用于根据滤波器的增益和相移对校正计算得到的各次同步谐波和/或超同步谐波相量进行幅值补偿和相位补偿，以获取所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三相相量。
10.根据权利要求9所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统，其特征在于，还包括：
选择模块，用于根据所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三项相量选择模式保护判据，以判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
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