CN107966603A - 一种电力系统多频振荡实时全景监视方法 - Google Patents

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徐海波
黄玲
罗剑波
朱传宏
徐军
王计林
范腾
许莙翊
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国电南瑞科技股份有限公司
南京南瑞集团公司
国家电网公司
国网内蒙古东部电力有限公司
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R25/00Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current, or between voltages or currents

Abstract

本发明公开了一种电力系统多频振荡实时全景监视方法。属于电力系统自动化领域。本发明在对电力系统关键站点各频带振荡实时监控的基础上,利用GPS保证数据同步,利用光纤和2M专用通信网络触发各监测点的录波,实现电力系统各频带振荡时的实时全景监视,最后利用调度数据网将各监测点的数据汇集到调度主站进行振荡分析。本发明解决了电力系统多频振荡事故难以全网监视分析的问题,有利于振荡后的事故分析和辅助决策。

Description

一种电力系统多频振荡实时全景监视方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力系统自动化技术领域,更准确地说本发明涉及一种电力系统多频 振荡实时全景监视方法。
背景技术
[0002] 随着新能源发电技术的快速持续发展,同时可控串补、直流输电等各种电力电子 设备或装置也得到了广泛的应用。然而,在特定的运行方式下,往往会引发电力系统低频、 次同步、超同步等各种频次的振荡现象,危及电网的安全稳定运行和影响供电质量。目前对 多频振荡的监视大多是由安装在单个站点的PMU (相量测量单元)来完成,仅能在监测点出 现振幅较大的振荡现象时记录本地的振荡特征,无法同步触发并监视其它站点的振荡情 况,即使这些站点也配置了 PMU装置。
[0003] 然而,电力系统多频振荡往往是多个机组或因素相互作用产生,与电网的拓扑结 构和元件参数密切相关。单纯依靠零散安装的监控装置各自监测录波,无法得到同一时刻 全网关键节点的振荡情况,难以对振荡事故分析以及电网规划给出借鉴意义。因此,研究提 出新的适用于电力系统多频振荡监控的实时全景监视方法意义重大。
发明内容
[0004] 本发明的目的是解决现有电力系统多频振荡分散就地监视方法无法满足电网振 荡事故分析要求的问题,提供了一种基于装置同步启动的适用于电力系统多频振荡的全景 监视方法。
[0005] 具体地说,本发明具体采用以下技术方案,具体包括以下步骤:
[0006] 1)在易发生多频振荡的区域电网所有关键站点部署检测装置,对与关键站点相连 线路的三相电流和电压进行实时采集监视,并通过GPS信号保证所有装置数据同步;
[0007] 2)每套检测装置对所监视的线路进行多频振荡检测,并循环记录实时数据,设循 环记录的时长为Tp秒;
[0008] 3)如某套检测装置检测到其中一条线路满足预定的振荡特征,则启动该套装置, 记下启动时刻Ts,并将此时已经记录的Tp秒实时数据文件保存为带时标的录波文件,在此 基础上继续录波;
[0009] 4)启动的检测装置利用直连光纤向其所属站点的其它检测装置发送同步启动录 波命令,并利用专用2M通道向相邻站点的其它检测装置发送同步启动录波命令;
[0010] 5)接收到同步启动录波命令的其它检测装置立即保存本检测装置的带时标的录 波文件,并在此基础上启动本检测装置所监测线路录波;
[0011] 6)在持续的振荡结束后,所有启动的检测装置保存最终的录波文件,设振荡时间 为Tc秒,则最终的录波文件共记录Tq+Tc秒,标记启动时刻为Ts;
[0012] 7)所有启动的检测装置将各自带时标的录波文件概述通过调度数据网告知调度 主站;
[0013] 8)调度主站逐个召唤各检测装置的录波数据文件,根据时标汇集形成一个全景监 视文件。
[0014] 上述技术方案的进一步特征在于,所述步骤1)在关键站点部署的检测装置包括多 频振荡监控装置或PMU (相量测量单元)。
[0015] 上述技术方案的进一步特征在于,所述步骤3)中,检测装置对所检测电气量进行 频谱分析,提取除工频分量以外的幅值最大的分量,若此分量幅值大于设定的门槛值且持 续时间超过设定的时间门槛则启动检测装置。
[0016] 上述技术方案的进一步特征在于,录波文件包括以下内容的全部或其中几条:装 置启动时间,带时标的电气量瞬时值、有效值,数个特征频率的电气量分量幅值、相位。
[0017] 本发明的有益效果如下:本发明解决了现有电力系统多频振荡分散就地监视方法 无法满足电网振荡事故分析要求的问题,在电网发生各频带振荡时能快速启动所有关联安 装点的装置进行录波,然后在调度主站汇总各装置的录波文件,形成全景监视文件。本发明 可应用于电力系统所发生的超低频振荡、低频振荡、次同步振荡以及超同步振荡等多频振 荡后录波数据的汇集和分析,为振荡源的定位、控制策略分析和辅助决策、电网结构规划等 工作提供支撑,各站点检测装置可以是专门的多频振荡监控装置,也可以是PMU (相量测量 单元)等其它录波装置,可根据实际工程灵活实施。大大节省了人力、物力和财力,提高了自 动化程度及效率。
附图说明
[0018] 图1是本发明实施例的多频振荡全景监视方法实现流程示意图。
[0019] 图2是实现多频振荡全景监视方法的系统结构示意图。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0021] 实施例1:
[0022] 本实施例的主要步骤如附图1所示,包括以下步骤:
[0023] 1)在易发生多频振荡的区域电网所有关键站点部署检测装置,对与关键站点相连 线路的三相电流和电压进行实时采集监视,并通过GPS信号保证所有装置数据同步;
[0024] 2)每套检测装置对所监视的线路进行多频振荡检测,并循环记录实时数据,设循 环记录的时长为Tp秒;
[0025] 3)如某套检测装置检测到其中一条线路满足预定的振荡特征,则启动该套装置, 记下启动时刻Ts,并将此时己经记录的Tp秒实时数据文件保存为带时标的录波文件,在此 基础上继续录波;
[0026] 4)启动的检测装置利用直连光纤向其所属站点的其它检测装置发送同步启动录 波命令,并利用专用2M通道向相邻站点的其它检测装置发送同步启动录波命令;
[0027] 5)接收到同步启动录波命令的其它检测装置立即保存本检测装置的带时标的录 波文件,并在此基础上启动本检测装置所监测线路录波;
[0028] 6)在持续的振荡结束后,所有启动的检测装置保存最终的录波文件,设振荡时间 为Tc秒,则最终的录波文件共记录Tq+Tc秒,标记启动时刻为Ts;
[0029] 7)所有启动的检测装置将各自带时标的录波文件概述通过调度数据网告知调度 主站;
[0030] 8)调度主站逐个召唤各检测装置的录波数据文件,根据时标汇集形成一个全景监 视文件。
[0031] 其中,步骤1)在关键站点部署的检测装置包括多频振荡监控装置或PMU (相量测量 单元)。
[0032] 其中,步骤3)中,检测装置对所检测电气量进行频谱分析,提取除工频分量以外的 幅值最大的分量,若此分量幅值大于设定的门槛值且持续时间超过设定的时间门槛则启动 检测装置。
[0033] 上述录波文件包括以下内容的全部或其中几条:装置启动时间,带时标的电气量 瞬时值、有效值,数个特征频率的电气量分量幅值、相位。
[0034] 下面以一个具体运用来对上述方法进行进一步说明。如图2所示,假设某区域电网 在A、B、C三个站部署有多频振荡监控装置,站间通过专用2M通道连接,其中A站有两套监控 装置,装置间通过光纤直连。三个站均可通过调度数据网与调度主站交互数据,且所有装置 均配有GPS对时模块。
[0035] 首先所有装置对所监测线路的三相电流和电压进行实时采集监控;
[0036] 接着,每套装置对所监控的线路进行多频振荡检测,得到被监测线路电气量各频 带分量的幅值和相位;
[0037] 假设A1装置检测到一条线路存在20Hz的次同步分量,并且此频率下的功率幅值 P20HZ大于设定的门槛值Pqd,且持续了 t秒,当t大于设定的时间门槛Tqd时,启动A1装置录波, 记录下启动时刻Ts;
[0038]同时,已启动的A1装置立即利用光纤向本站A2装置发送同步启动命令,利用稳控 专用2M通道向相邻站点的B、C站装置发送同步启动命令;
[0039]接着,接收到同步启动命令的A2、B、C装置立即启动本装置所监测线路录波;
[0040]等振荡结束后,所有启动录波的装置41^2、3、(:装置形成各自的录波文件,并将带 时标的录波文件概述通过调度数据网告知调度主站;
[0041] 最后调度主站再逐个召唤装置的录波数据文件,根据各电气量的时标信息汇集形 成一个全景监视文件。
[0042] 综上所述,本实施例在对电力系统关键站点各频带振荡实时监控的基础上,利用 GPS保证数据同步,利用光纤和2M专用通信网络触发各监测点的录波,实现电力系统各频带 振荡时的全景监视,最后利用调度数据网将各监测点的数据汇集到调度主站进行振荡分 析,解决了电力系统多频振荡事故难以全网监视分析的问题。本实施例可实现电力系统振 荡时关键站点的全景监视,有利于振荡后的事故分析和辅助决策,其实时监控装置可以是 专门的振荡监控装置,也可以是PMU (相量测量单元)等其它装置,方便工程实时。
[0043]虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但实施例并不是用来限定本发明的。在不 脱离本发明之精神和范围内,所做的任何等效变化或润饰,同样属于本发明之保护范围。因 此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (4)

1. 一种电力系统多频振荡实时全景监视方法,其特征在于,包括以下步骤: 1) 在易发生多频振荡的区域电网所有关键站点部署检测装置,对与关键站点相连线路 的三相电流和电压进行实时采集监视,并通过GPS信号保证所有装置数据同步; 2) 每套检测装置对所监视的线路进行多频振荡检测,并循环记录实时数据,设循环记 录的时长为Tp秒; 3) 如某套检测装置检测到其中一条线路满足预定的振荡特征,则启动该套装置,记下 启动时刻Ts,并将此时已经记录的Tp秒实时数据文件保存为带时标的录波文件,在此基础 上继续录波; 4) 启动的检测装置利用直连光纤向其所属站点的其它检测装置发送同步启动录波命 令,并利用专用2M通道向相邻站点的其它检测装置发送同步启动录波命令; 5) 接收到同步启动录波命令的其它检测装置立即保存本检测装置的带时标的录波文 件,并在此基础上启动本检测装置所监测线路录波; 6) 在持续的振荡结束后,所有启动的检测装置保存最终的录波文件,设振荡时间为Tc 秒,则最终的录波文件共记录Tq+Tc秒,标记启动时刻为Ts; 7) 所有启动的检测装置将各自带时标的录波文件概述通过调度数据网告知调度主站; 8) 调度主站逐个召唤各检测装置的录波数据文件,根据时标汇集形成一个全景监视文 件。
2. 根据权利要求1所述的电力系统多频振荡实时全景监视方法,其特征在于,所述步骤 1)在关键站点部署的检测装置包括多频振荡监控装置或PMU (相量测量单元)。
3. 根据权利要求1所述的电力系统多频振荡实时全景监视方法,其特征在于,所述步骤 3)中,检测装置对所检测电气量进行频谱分析,提取除工频分量以外的幅值最大的分量,若 此分量幅值大于设定的门槛值且持续时间超过设定的时间门槛则启动检测装置。
4. 根据权利要求1所述种电力系统多频振荡实时全景监视方法,其特征在于,录波文件 包括以下内容的全部或其中几条:装置启动时间,带时标的电气量瞬时值、有效值,数个特 征频率的电气量分量幅值、相位。
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