CN108365614A - 一种区域电网振荡在线预警方法及装置 - Google Patents

一种区域电网振荡在线预警方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种区域电网振荡在线预警方法及装置，所述方法包括：获取当前潮流数据，通过对所述当前潮流数据进行小干扰计算，获取系统固有振荡模式及其对应的特征值；获取历史时间内电网节点注入的振荡波动信号，并根据电网节点注入的振荡波动信号对应的特征值对所述电网节点注入的振荡波动信号进行聚类，获取电网节点注入的振荡波动信号的聚类中心及所述聚类中心对应的特征值；根据所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值的相似度进行电网在线预警；其中，所述特征值包括：振荡频率和阻尼比；本发明提供的技术方案，多方面改进了以往区域电网振荡在线预警方法的不足，提高机组异常波动引发机组对区域振荡模式的识别质量。

Description

一种区域电网振荡在线预警方法及装置
技术领域
本发明涉及电网智能调度支持系统电网运行状态评估与预警领域，具体涉及一种区域电网振荡在线预警方法及装置。
背景技术
现代电力系统是高维、非线性、分层分区的动态大系统，其中存在随机扰动，例如负荷的波动、原动机扭矩的振动、网络故障等等。随着可再生能源发电以及高铁等新型负荷的逐步接入，随机扰动愈来愈多，对电力系统的安全稳定问题带来重要影响，同时也对经济运行产生重要影响。
“振荡”(Oscillation)往往是指含有一个或者多个频率的规律性的起伏变化，而“波动”(Fluctuation)往往是指不规律的甚至具有一定随机性质的起伏变化。“常规振荡”研究往往是基于确定性系统的，即电力系统中各种条件和参数都是确定已知的。而随着随机扰动的日益加剧，有可能引起不同于常规的、超出正常范围的“异常波动”。应该说，“波动”比“振荡”在涵义上要广的多，但由于传统上一直习惯于采用“振荡”这个词汇，所以后面对应于传统振荡问题(比如强迫振荡)时，虽然属于“波动”范畴，但仍沿用“振荡”这一叫法。
随着社会经济的快速发展，特高压落点的建成，大容量高密度特殊负荷的广泛存在，以及未来大规模可再生能源发电的接入，电网企业的社会责任和电网运行的复杂程度都面临前所未有的挑战，电网的运行质量和服务质量也面临前所未有的高要求。特别近年来，电网中随机扰动不断增加：(1)电网逐步需要消纳较大比例的可再生能源发电。与传统的火电、水电相比，可再生能源发电最大的特点在于具有随机波动性，比如风电时大时小。(2)电网逐步需要容纳较大比例的主动负荷，比如冶炼负荷、电气化铁路牵引负荷、电动汽车。与传统的负荷相比，最大的区别在于：主动负荷具有双向性，比如电动汽车既可以充电而表现为负荷，也可以放电而表现为电源；主动负荷具有随机性，这既表现在时间上又表现在空间上。(3)电网逐步需要网络具有自愈功能。与传统的网络相比，最大的区别在于：网络经常需要重构，尤其是系统中出现故障或者某个区域出现电力紧缺情况下；而且网络中具有较多控制设备，比如FACTS。此外，网络中的故障也具有随机性。随着电网规模的扩大，电网结构和运行方式变得越来越复杂，电力系统功率异常波动已成为严重威胁电力系统安全稳定运行的突出问题。
因此，亟需一种区域电网振荡在线预警方法对电网进行在线预警。
发明内容
本发明提供一种区域电网振荡在线预警方法及装置，其目的是多方面改进了以往区域电网振荡在线预警方法的不足，提高机组异常波动引发机组对区域振荡模式的识别质量。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种在线区域电网振荡在线预警方法，其改进之处在于，包括：
获取当前潮流数据，通过对所述当前潮流数据进行小干扰计算，获取系统固有振荡模式及其对应的特征值；
获取历史时间内电网节点注入的振荡波动信号，并根据电网节点注入的振荡波动信号对应的特征值对所述电网节点注入的振荡波动信号进行聚类，获取电网节点注入的振荡波动信号的聚类中心及所述聚类中心对应的特征值；
根据所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值的相似度进行电网在线预警；
其中，所述特征值包括：振荡频率和阻尼比。
优选的，所述获取当前潮流数据包括：利用电网广域监测系统WAMS获取当前潮流数据。
优选的，利用psasp对所述当前潮流数据进行小干扰计算。
优选的，所述获取历史时间内电网节点注入的振荡波动信号，包括：
利用能量管理系统EMS获取QS数据文件；
提取所述QS数据文件中历史时间内电网节点注入的振荡波动信号；
其中，所述历史时间为一天。
优选的，所述根据电网节点注入的振荡波动信号对应的特征值对所述电网节点注入的振荡波动信号进行聚类中，聚类包括：k-means聚类算法。
优选的，所述根据所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值的相似度进行电网在线预警，包括：
若所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值之间的欧氏距离小于距离阈值，则进行电网在线预警。
一种区域电网振荡在线预警装置，其改进之处在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取当前潮流数据，通过对所述当前潮流数据进行小干扰计算，获取系统固有振荡模式及其对应的特征值；
第二获取模块，用于获取历史时间内电网节点注入的振荡波动信号，并根据电网节点注入的振荡波动信号对应的特征值对所述电网节点注入的振荡波动信号进行聚类，获取电网节点注入的振荡波动信号的聚类中心及所述聚类中心对应的特征值；
预警模块，用于根据所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值的相似度进行电网在线预警；
其中，所述特征值包括：振荡频率和阻尼比。
本发明的有益效果：
本发明提供的技术方案，能够基于在线的WAMS信息，获取当前潮流数据，通过对所述当前潮流数据进行小干扰计算，获取系统固有振荡模式及其对应的特征值；获取历史时间内电网节点注入的振荡波动信号，并根据电网节点注入的振荡波动信号对应的特征值对所述电网节点注入的振荡波动信号进行聚类，获取电网节点注入的振荡波动信号的聚类中心及所述聚类中心对应的特征值；根据所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值的相似度进行电网在线预警，其中，所述特征值包括：振荡频率和阻尼比；针对海量的异常波动进行归纳提炼，在多种随机扰动作用下，匹配电力系统的波动特性准实时的实现机组对区域振荡模式风险的快速识别。
附图说明
图1是本发明一种在线区域电网振荡在线预警方法的流程图；
图2是本发明一种在线区域电网振荡在线预警装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种在线区域电网振荡在线预警方法，如图1所示，包括：
101.获取当前潮流数据，通过对所述当前潮流数据进行小干扰计算，获取系统固有振荡模式及其对应的特征值；
102.获取历史时间内电网节点注入的振荡波动信号，并根据电网节点注入的振荡波动信号对应的特征值对所述电网节点注入的振荡波动信号进行聚类，获取电网节点注入的振荡波动信号的聚类中心及所述聚类中心对应的特征值；
103.根据所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值的相似度进行电网在线预警；
其中，所述特征值包括：振荡频率和阻尼比。
进一步的，所述获取当前潮流数据包括：利用电网广域监测系统WAMS获取当前潮流数据。
例如，利用WAMS系统中15分钟一个循环自动生成的潮流数据，取15分钟前9:15时刻WAMS系统记录，包括两类数据，第一个类，包括9：15时刻全网每一个负荷节点的有功、无功下送，每一个发电机的有功、无功输出，每一个之路的有功、无功向量数据(秒级)；第二类，正负5分钟的秒级电气量波动数据(一个精度为秒，长度可以是300个秒的时间序列)。
利用psasp对所述当前潮流数据进行小干扰计算。
例如，针对第一类数据，注入综稳数据库，里面包括一个完整的潮流，，编辑作业号“9-15”，供小干扰计算用；
针对第二类数据，注入到一个给定的暂稳作业卡中；并将第一类数据生成的潮流注入到该暂稳作业卡中；
将所述作业卡放入小干扰计算卡中进行计算；
所述获取历史时间内电网节点注入的振荡波动信号，包括：
利用能量管理系统EMS获取QS数据文件；
提取所述QS数据文件中历史时间内电网节点注入的振荡波动信号；
其中，所述历史时间为一天。
例如，采集某电网WAMS系统统计数据，数据均为绝对值时间序列。再例如，南阳节点(电气坐标，也可以规则化为点网络中的节点号)，幅值为5，启振荡时刻为8:10:35秒，持续时间为10秒钟，并针对这个衰减的时间序列，可以通过PRONY分析给出其主导频率和主导频率阻尼。主导频率为PRONY分析后，幅值最大的分解后振荡曲线，它也在格式上对应一个模式，有其自己的频率和频率对应阻尼：
所述根据电网节点注入的振荡波动信号对应的特征值对所述电网节点注入的振荡波动信号进行聚类中，聚类包括：k-means聚类算法。
所述根据所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值的相似度进行电网在线预警，包括：
若所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值之间的欧氏距离小于距离阈值，则进行电网在线预警。
一种在线区域电网振荡在线预警装置，如图2所示，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取当前潮流数据，通过对所述当前潮流数据进行小干扰计算，获取系统固有振荡模式及其对应的特征值；
第二获取模块，用于获取历史时间内电网节点注入的振荡波动信号，并根据电网节点注入的振荡波动信号对应的特征值对所述电网节点注入的振荡波动信号进行聚类，获取电网节点注入的振荡波动信号的聚类中心及所述聚类中心对应的特征值；
预警模块，用于根据所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值的相似度进行电网在线预警；
其中，所述特征值包括：振荡频率和阻尼比。
所述获取当前潮流数据包括：利用电网广域监测系统WAMS获取当前潮流数据。
利用psasp对所述当前潮流数据进行小干扰计算。
所述第二获取模块，包括：
第一获取单元，用于利用能量管理系统EMS获取QS数据文件；
第二获取单元，用于提取所述QS数据文件中历史时间内电网节点注入的振荡波动信号；
其中，所述历史时间为一天。
所述第二获取模块中，聚类方法包括：k-means聚类算法。
所述预警模块，用于：
若所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值之间的欧氏距离小于距离阈值，则进行电网在线预警。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种区域电网振荡在线预警方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前潮流数据，通过对所述当前潮流数据进行小干扰计算，获取系统固有振荡模式及其对应的特征值；
获取历史时间内电网节点注入的振荡波动信号，并根据电网节点注入的振荡波动信号对应的特征值对所述电网节点注入的振荡波动信号进行聚类，获取电网节点注入的振荡波动信号的聚类中心及所述聚类中心对应的特征值；
根据所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值的相似度进行电网在线预警；
其中，所述特征值包括：振荡频率和阻尼比。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取当前潮流数据包括：利用电网广域监测系统WAMS获取当前潮流数据。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用psasp对所述当前潮流数据进行小干扰计算。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取历史时间内电网节点注入的振荡波动信号，包括：
利用能量管理系统EMS获取QS数据文件；
提取所述QS数据文件中历史时间内电网节点注入的振荡波动信号；
其中，所述历史时间为一天。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据电网节点注入的振荡波动信号对应的特征值对所述电网节点注入的振荡波动信号进行聚类中，聚类包括：k-means聚类算法。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值的相似度进行电网在线预警，包括：
若所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值之间的欧氏距离小于距离阈值，则进行电网在线预警。
7.一种区域电网振荡在线预警装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取当前潮流数据，通过对所述当前潮流数据进行小干扰计算，获取系统固有振荡模式及其对应的特征值；
第二获取模块，用于获取历史时间内电网节点注入的振荡波动信号，并根据电网节点注入的振荡波动信号对应的特征值对所述电网节点注入的振荡波动信号进行聚类，获取电网节点注入的振荡波动信号的聚类中心及所述聚类中心对应的特征值；
预警模块，用于根据所述聚类中心对应的特征值与所述固有振荡模式对应的特征值的相似度进行电网在线预警；
其中，所述特征值包括：振荡频率和阻尼比。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102055201A (zh) * 2010-12-09 2011-05-11 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
CN102062832A (zh) * 2010-12-09 2011-05-18 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 基于微扰动信号低频振荡模式辨识的电力系统在线预警方法
CN102086784A (zh) * 2010-12-16 2011-06-08 浙江大学 大型汽轮发电机组分布式远程振动监测与故障诊断系统
CN102650666A (zh) * 2012-04-10 2012-08-29 中国电力科学研究院 基于二次差分法判别负阻尼振荡与强迫振荡的方法
EP3136532A1 (de) * 2015-08-24 2017-03-01 Caterva GmbH System und verfahren zur erbringung einer regelleistung für ein stromnetz

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102055201A (zh) * 2010-12-09 2011-05-11 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
CN102062832A (zh) * 2010-12-09 2011-05-18 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 基于微扰动信号低频振荡模式辨识的电力系统在线预警方法
CN102086784A (zh) * 2010-12-16 2011-06-08 浙江大学 大型汽轮发电机组分布式远程振动监测与故障诊断系统
CN102650666A (zh) * 2012-04-10 2012-08-29 中国电力科学研究院 基于二次差分法判别负阻尼振荡与强迫振荡的方法
EP3136532A1 (de) * 2015-08-24 2017-03-01 Caterva GmbH System und verfahren zur erbringung einer regelleistung für ein stromnetz

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ADAMANTIOS MARINAKIS ET AL.: "EVOLUTION STRATEGIES-TUNED SUPPORT VECTOR MACHINE-BASED CLASSIFICATION OF INTER-AREA OSCILLATIONS", 《2014 POWER SYSTEMS COMPUTATION CONFERENCE》 *
YONGFEI LIU ET AL.: "Contrastive Analysis of General and Special Forced Oscillations of Power Systems", 《CSEE JOURNAL OF POWER AND ENERGY SYSTEMS》 *
刘 巨等: "负阻尼和强迫功率振荡的特征分析与区分方法", 《电力系统保护与控制》 *

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