CN108241092A - 一种防止次同步振荡监控装置幅值突变工况下误动的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止次同步振荡监控装置幅值突变工况下误动的方法，属于电力系统自动化领域。本发明对元件电气量采样，包括三相电压与三相电流，进行FFT计算，得到电压与电流在0‑100Hz间各频谱的幅值，对0‑100Hz间的频谱幅值的极值出现次数进行统计，当统计的极值次数超过预先设定的定值时，判定计算结果为幅值突变的工况，在此工况下，FFT计算的谐波值不能用作次同步振荡监控判断逻辑所用的数据。本发明仅需采集单个变电站或新能源场站的本地信息即可做出决策判断，可实现特定区域的次同步振荡监控，也可依赖广域信息组网实现整个电网的分层控制，可根据实际工程灵活实施。
Description
技术领域
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防止次同步振荡监控装置幅值突变工况下误动的方法。
背景技术
次同步振荡原指汽轮发电机组与串联补偿或高压直流输电装置之间的机电扭振，其振荡频率多在10～40Hz之间，风电机组接入电网后也面临着发生次同步振荡的威胁，而且使得电网的次同步振荡变得更加复杂。2015年7月1日新疆哈密地区电网发生了频率为19.4Hz左右的次同步振荡，导致花园电厂#2、#1、#3机组(东方电气)TSR轴系扭振保护动作跳闸(模态3,频率30.76Hz)，共损失功率128万千瓦；天山站联变下网功率波动至350万千瓦，西北电网频率波动至49.91Hz。
次同步振荡监控装置通过实时监测安装处的电气量，计算0-100Hz间电气量的频谱幅值。当谐波幅值超过一定值时，切除部分新能源机组或解列相应线路以平息次同步振荡。对谐波的检测主要使用FFT(快速傅氏变换)算法，是离散傅氏变换(DFT)的快速算法。如图1是没有幅值阶跃时的电气量瞬时值波形图，图2是对应图1波形的FFT计算结果的幅频曲线图，在检测结果所作的幅频曲线图上，可看出谐波对应的频率点的幅值最大，随着频率向两边延伸，相对应的幅值递减，极值点则对应着谐波的幅值。
因此，在次同步振荡监控中，可以通过FFT算法检测电气量谐波值，根据0-100Hz频段间的电气量谐波幅值、相位差的变化来定位次同步振荡源头。但针对电力系统一次设备投切、短路故障等工况变化引起的电气量幅值突变，FFT的计算结果也会在0-100Hz频段间存在多个极值点的情况，导致在电力系统没有次同步谐波的情况下装置也会检测出0-100Hz频段间的电气量谐波幅值，有可能引起监控装置的误动作。如图3是幅值阶跃的电气量瞬时值波形图，图4是对应图3波形的FFT计算结果的幅频曲线图，在图4中明显可以看到，由于电气量幅值突变的原因，FFT计算结果存在多处极值，可能引起监控装置的误动作。
发明内容
本发明的目的是为了解决由于电气量幅值突变造成次同步振荡监控装置误动的问题，提出一种防止次同步振荡监控装置幅值突变工况下误动的方法。该方法可以准确分辨出幅值突变工况下的FFT计算结果，弥补FFT算法在次同步振荡监控应用中的缺陷。
具体地说，本发明具体采用以下技术方案，包括以下步骤：
1)次同步振荡监控装置对元件电气量采样，包括三相电压与三相电流，进行FFT计算，得到电压与电流在0-100Hz间各频谱的幅值。
2)对0-100Hz间的频谱幅值的极值出现次数进行统计。
3)当统计的极值次数超过预先设定的定值时，判定计算结果为幅值突变的工况，在此工况下，FFT计算的谐波值不能用作次同步振荡监控判断逻辑所用的数据。
本发明的有益效果如下：本发明针对FFT的计算结果，在0-100Hz频段上的幅值，对其统计极值出现的次数，当极值次数超过一定值时，可判定本次计算为幅值突变工况下的结果。本发明可以区分FFT分析结果中由于幅值突变引起的谐波干扰，为抑制次同步振荡现象提供准确测量数据，保障电网的安全稳定运行。
附图说明
图1是没有幅值阶跃的电气量瞬时值波形图。
图2是对应图1波形的FFT计算结果的幅频曲线图。
图3是幅值阶跃的电气量瞬时值波形图。
图4是对应图3波形的FFT计算结果的幅频曲线图。
图5是适用于FFT的检测幅值突变方法逻辑框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
本实施例的基本原理是，针对FFT的计算结果，在0-100Hz频段上的幅值，对其统计极值出现的次数，当极值次数超过一定值时，可判定本次计算为幅值突变工况下的结果。其具体步骤如图5所示。
次同步振荡监控装置首先对元件的三相电压、三相电流进行采样，获得电压、电流的瞬时值，通过FFT计算元件电压、电流在0-100Hz间的频谱幅值，取其中一相电压的频谱幅值记为Af0、Af1、Af2、…Afn、Af(n+1)，Af0为频率0Hz对应的幅值，Afn为频率100Hz对应的幅值，Af(n+1)为100Hz下一个频率点对应的幅值，其他相的电压与电流的判断与一相电压的过程类似。
首先判断Af0是否大于Af1，如大则极值次数为1，如小则次数为0；再判断Af1是否同时大于Af0与Af2，如是则极值次数加1，如否则极值次数不变；进入下一个幅值的判断，一直判断到100Hz对应的幅值点Afn。
再根据极值的统计次数，当0-100Hz间极值出现次数大于一定值(如设为10)，即可认为该电气量本次FFT计算结果对应着幅值阶跃的工况，在此工况下，FFT计算的谐波值不能用作次同步振荡监控判断逻辑所用的数据，防止监控装置误动。
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 (2)
1.一种防止次同步振荡监控装置幅值突变工况下误动的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)次同步振荡监控装置对元件电气量采样，包括三相电压与三相电流，进行FFT计算，得到电压与电流在0-100Hz间各频谱的幅值。
2)对0-100Hz间的频谱幅值的极值出现次数进行统计。
3)当统计的极值次数超过预先设定的定值时，判定计算结果为幅值突变的工况，在此工况下，FFT计算的谐波值不能用作次同步振荡监控判断逻辑所用的数据。
2.根据权利要求1所述的防止次同步振荡监控装置幅值突变工况下误动的方法，其特征在于，所述步骤3)中的定值为10。
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