CN110727899A - 一种电网振荡阻尼比计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电网振荡阻尼比计算方法，涉及电力系统运行与控制领域，通过电力系统振荡发生时，开始检测振荡周期、两个振荡极值点和振荡直流分量，然后根据两个振荡极值点和振荡直流分量计算振荡衰减时间常数，再通过振荡衰减时间常数和振荡周期计算振荡阻尼比。和现有的拟合方法相比，现有的拟合方法在未得到完整振荡波形情况下，不能进行振荡阻尼比的计算分析。而本发明专利提出的方法，在得到2个极值数据的情况下，就可完成振荡阻尼比计算，提高计算的快速性。

Description

一种电网振荡阻尼比计算方法

技术领域

本发明涉及电力系统运行与控制领域，尤其涉及一种电网振荡阻尼比计算方法。

背景技术

本发明的基础是现有技术对电网运行振荡阻尼比的计算。

现有技术对电网运行振荡阻尼比的计算采用拟合方法，但是仍有以下方面需求不能满足：现有技术方法实时性不好，在振荡发生过程中，或者未得到完整振荡波形情况下，不能进行振荡阻尼比的计算分析。因此，需要一种具有实时性的电网运行振荡阻尼比的计算方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电网振荡阻尼比计算方法，从而解决了现有对电网运行振荡阻尼比的计算实时性不好的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电网振荡阻尼比计算方法，包括以下步骤：

S1、在电路系统振荡发生时，检测振荡极值点，检测振荡直流分量p₀；

S2、从所述振荡极值点中选取两个振荡极值点；

S3、根据所述S2选取的两个振荡极值点计算电路系统的振荡周期；

S4、根据所述S2选取的两个振荡极值点和振荡直流分量p₀，计算电路系统的振荡衰减时间常数；

S5、根据所述振荡周期和振荡衰减时间常数，计算振荡阻尼比。

2.根据权利要求1所述的电网振荡阻尼比计算方法，其特征在于：所述S2中两个振荡极值点为第一极值点(t₁，p₁)和第二极值点(t_n，p_n)，n为极值点顺序号；所述S3中的计算电路系统的振荡周期T和对应的角频率ω为：

进一步的，所述S4具体包括以下步骤：

S41、分别计算两个所述振荡极值点滤除直流分量的值；

第一极值点的极值滤除直流分量的值p₁₀：

p₁₀＝|p₁-p₀| (3)

第二极值点的极值滤除直流分量的值p_n0：

p_n0＝|p_n-p₀| (4)

S42、通过滤除直流分量后的极值计算振荡衰减时间常数：

式(5)和式(6)中，σ为电路系统的振荡衰减时间常数。

进一步的，所述S5具体计算振荡阻尼比的计算公式为：

将式(1)、式(2)、式(3)、式(4)及式(6)带入所述振荡阻尼比的计算得：

式(7)中，

为振荡阻尼比。

进一步的，所述S2中，选取的两个振荡极值点为最初的两个振荡极值点。

与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明所提供的一种电网振荡阻尼比计算方法，通过电力系统振荡发生时，开始检测振荡周期、两个振荡极值点和振荡直流分量，然后根据两个振荡极值点和振荡直流分量计算振荡衰减时间常数，在通过振荡衰减时间常数和振荡周期计算振荡阻尼比。和现有的拟合方法相比，现有的拟合方法在未得到完整振荡波形情况下，不能进行振荡阻尼比的计算分析。而本发明专利提出的方法，在得到2个极值数据的情况下，就可完成振荡阻尼比计算，提高计算的快速性。

附图说明

图1是本发明一种电网振荡阻尼比计算方法的流程图；

图2是本发明实施例的电力系统状态振荡曲线。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明所提供的电网振荡阻尼比计算方法包括以下步骤：

S1、在电路系统振荡发生时，检测振荡极值点，检测振荡直流分量p₀。

S2、从振荡极值点中选取两个振荡极值点，分别为第一极值点(t₁，p₁)和第二个极值点(t_n，p_n)，其中，n为极值点顺序号。

S3、根据S2选取的振荡极值点计算电路系统振荡的振荡周期T和对应的角频率ω：

S4、根据S2选取的两个振荡极值点和S1检测到的振荡直流分量p₀，计算电路系统的振荡衰减时间常数；具体包括以下步骤：

S41：分别计算两个振荡极值点滤除直流分量的值；

第一极值点的极值滤除直流分量的值：

p₁₀＝|p₁-p₀| (3)

第二极值点的极值滤除直流分量的值：

p_n0＝|p_n-p₀| (4)

S42、由滤除直流分量后的极值计算振荡衰减时间常数σ，具体如下：

式(5)和式(6)中，σ为电路系统振荡衰减时间常数。

S5、由上述电路系统的振荡周期和振荡衰减时间常数，计算振荡阻尼比。振荡阻尼比的计算公式为

将式(1)、式(2)、式(3)、式(4)及式(6)带入所述振荡阻尼比的计算得：

式(7)中，ζ为振荡阻尼比。

对本发明电网振荡阻尼比计算方法的实施例进行详细说明，以使本领域技术人员更了解本发明：

S1、在电路系统振荡发生后，开始检测振荡极值点，检测振荡直流分量p₀，p₀＝1.0；

S2、从振荡极值点中选取两个振荡极值点，此处选择振荡开始的2个极值点，分别为第一个极值点(t₁，p₁)和第二个极值点(t₂，p₂)。

(t₁，p₁)＝(0.071,1.84)；

(t₂，p₂)＝(0.230，0.415)；

S3、根据式(1)计算振荡周期T和对应的角频率ω为：

S3、根据S2选取的两个的振荡极值点计算电路系统的振荡周期；

T＝(t₂-t₁)*2＝(0.230-0.071)*2＝0.318

S4、根据S2选取的两个振荡极值点和S1检测到的振荡直流分量p₀，计算电路系统振荡衰减时间常数；

第一极值点的极值滤除直流分量的值：p₁₀＝|p₁-p₀|＝0.84；第二极值点的极值滤除直流分量的值：p_n0＝|p_n-p₀|＝0.585；

根据式(5)和式(6)和滤除直流分量后的极值计算振荡衰减时间常数σ：

S5、由上述电路系统振荡的周期和振荡衰减时间常数根据式(7)计算振荡阻尼比得：

如图2所示，图2为电力系统状态量振荡曲线，图2中横轴为时间，纵轴为电路系统振荡的状态量，比如流过线路的有功功率；可见采用本发明的电网振荡阻尼比计算方法在t₂＝0.23秒采样得到第2个极值后，经计算能够得到振荡阻尼比。而现有方法需要将电力系统状态量在较长时间，如图2中3秒的波形采集完成后，再采用拟合办法计算振荡阻尼比，可见本发明一种电网振荡阻尼比计算方法能够快速计算振荡阻尼比，实时性更好。

本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电网振荡阻尼比计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在电路系统振荡发生时，检测振荡极值点，检测振荡直流分量p₀；

S2、从所述振荡极值点中选取两个振荡极值点；

S3、根据所述S2选取的两个振荡极值点计算电路系统的振荡周期；

S4、根据所述S2选取的两个振荡极值点和振荡直流分量p₀，计算电路系统的振荡衰减时间常数；

S5、根据所述振荡周期和振荡衰减时间常数，计算振荡阻尼比。

2.根据权利要求1所述的电网振荡阻尼比计算方法，其特征在于：所述S2中两个振荡极值点为第一极值点(t₁，p₁)和第二极值点(t_n，p_n)，n为极值点顺序号；所述S3中的计算电路系统的振荡周期T和对应的角频率ω为：

3.根据权利要求2所述的电网振荡阻尼比计算方法，其特征在于：所述S4具体包括以下步骤：

S41、分别计算两个所述振荡极值点滤除直流分量的值；

第一极值点的极值滤除直流分量的值p₁₀：

p₁₀＝|p₁-p₀| (3)

第二极值点的极值滤除直流分量的值p_n0：

p_n0＝|p_n-p₀| (4)

S42、通过滤除直流分量后的极值计算振荡衰减时间常数：

式(5)和式(6)中，σ为电路系统的振荡衰减时间常数。

4.根据权利要求3所述的电网振荡阻尼比计算方法，其特征在于：所述S5具体计算振荡阻尼比的计算公式为：将式(1)、式(2)、式(3)、式(4)及式(6)带入所述振荡阻尼比的计算得：

式(7)中，

为振荡阻尼比。

5.根据权利要求1或2所述的电网振荡阻尼比计算方法，其特征在于：所述S2中，选取的两个振荡极值点为最初的两个振荡极值点。

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