CN113128048B - 一种电网典型振荡模式的识别方法及系统 - Google Patents

一种电网典型振荡模式的识别方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电网典型振荡模式的识别方法及系统，本发明将电力系统的所有小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配，将最适配的小干扰稳定模式作为相应的典型振荡模式，能够为调度运行人员掌握电网的典型小干扰稳定特征提供技术支撑。

Description

一种电网典型振荡模式的识别方法及系统
技术领域
本发明涉及一种电网典型振荡模式的识别方法及系统，属于电力系统自动化技术领域。
背景技术
大容量远距离多区域电网互联使低频振荡问题日益突出，对系统的稳定运行造成了极大的威胁，区域间低频振荡模式成为影响系统稳定的关键因素。调度运行人员重点关注区域间振荡模式和其他弱阻尼振荡模式等典型振荡模式的模式频率、阻尼比和强相关机组(统称振荡信息)，而常规小干扰稳定分析仅给出系统所有的小干扰稳定模式信息，缺乏典型振荡模式识别。
发明内容
本发明提供了一种电网典型振荡模式的识别方法及系统，解决了背景技术中披露的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种电网典型振荡模式的识别方法，包括：
获取电力系统的当前运行方式数据，采用当前运行方式数据的特征值，计算电力系统的小干扰稳定模式；
将所有小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配，获得各典型振荡模式最适配的小干扰稳定模式；
将小干扰稳定模式的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态，作为相应典型振荡模式在当前运行方式下的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态。
根据典型振荡模式的模式特征，将所有小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配，获得各典型振荡模式最适配的小干扰稳定模式。
典型振荡模式的模式特征包括模式频率、机组分群信息以及机组所属厂站。
典型振荡模式的模式特征从电力系统年度运行方式数据中提取。
将小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配的过程为，
计算小干扰稳定模式与典型振荡模式M之间的模式频率差值；
若模式频率差值在预设范围内，针对该小干扰稳定模式，筛选出参与因子大于门槛值的机组并对其进行分群；
计算各分群中属于典型振荡模式M机组所属厂站的比例；
若若比例满足预设规则，则该小干扰稳定模式与典型振荡模式M匹配。
若多个小干扰稳定模式与典型振荡模式M匹配，则模式频率差值最小的小干扰稳定模式与典型振荡模式M最适配。
机组分群的具体过程为，
将参与因子最大机组的模态相角作为0度参考相角，相角在[-90，90)度范围内的机组为S群机组，相角在[90，270)度范围内的机组称为A群机组。
一种电网典型振荡模式的识别系统，包括：
小干扰稳定模式获取模块：获取电力系统的当前运行方式数据，采用当前运行方式数据的特征值，计算电力系统的小干扰稳定模式；
匹配模块：将所有小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配，获得各典型振荡模式最适配的小干扰稳定模式；
振荡信息获取模块：将小干扰稳定模式的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态，作为相应典型振荡模式在当前运行方式下的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行电网典型振荡模式的识别方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行电网典型振荡模式的识别方法的指令。
本发明所达到的有益效果：本发明将电力系统的所有小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配，将最适配的小干扰稳定模式作为相应的典型振荡模式，能够为调度运行人员掌握电网的典型小干扰稳定特征提供技术支撑。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种电网典型振荡模式的识别方法，包括以下步骤：
步骤1，获取电力系统的当前运行方式数据，采用当前运行方式数据的特征值，计算电力系统的小干扰稳定模式；
步骤2，将所有小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配，获得各典型振荡模式最适配的小干扰稳定模式；
步骤3，将小干扰稳定模式的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态，作为相应典型振荡模式在当前运行方式下的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态。
由于调度运行人员重点关注区域间振荡模式和其他弱阻尼振荡模式等典型振荡模式，采用上述方法将电力系统的所有小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配，将最适配的小干扰稳定模式作为相应的典型振荡模式，能够为调度运行人员掌握电网的典型小干扰稳定特征提供技术支撑。
上述方法中进行模式匹配主要是基于模式特征，因此步骤2具体为：根据典型振荡模式的模式特征，将所有小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配，获得各典型振荡模式最适配的小干扰稳定模式。
典型振荡模式的模式特征预先从电力系统年度运行方式数据中提取；其中，电力系统年度运行方式是指电力系统运行调度部门编创的指导次年内电力系统生产和运行的技术方案；典型振荡模式的模式特征包括模式频率(即振荡频率)、机组分群信息以及机组所属厂站。
机组分群主要包括S群机组和A群机组，在分群时，将参与因子最大机组的模态相角作为0度参考相角，相角在[-90，90)度范围内的机组为S群机组，相角在[90，270)度范围内的机组称为A群机组。
以小干扰稳定模式L为例，将小干扰稳定模式L与典型振荡模式M进行匹配的过程如下：
1)计算小干扰稳定模式L与典型振荡模式M之间的模式频率差值；
2)若模式频率差值在预设范围内，针对该小干扰稳定模式，筛选出参与因子大于门槛值的机组并对其进行分群；
即对筛选出的机组进行分群，该分群方法和上面一样，即将参与因子最大机组的模态相角作为0度参考相角，相角在[-90，90)度范围内的机组为S群机组，相角在[90，270)度范围内的机组称为A群机组；
3)计算各分群中属于典型振荡模式M机组所属厂站的比例；
举例如下：小干扰稳定模式有两个机组群，A1群和S1群，对应的典型振荡模式也有两个机组群，A2群和S2群；
假设A1群机组中参与因子大于门槛值的机组数为Sa1,其中属于典型振荡模式的A2群机组所属厂站的机组数为Sa1a2，属于典型振荡模式的S2群机组所属厂站的机组数为Sa1s2；S1群机组中参与因子大于门槛值的机组数为Ss1,其中属于典型振荡模式的A2群机组所属厂站的机组数为S s1a2，属于典型振荡模式的S2群机组所属厂站的机组数为S s1s2；
那么上述的比例具体有以下两组：
Figure BDA0003027509150000051
为小干扰稳定模式A1群中参与因子较大机组属于典型振荡模式A2群机组所属厂站的比例；
Figure BDA0003027509150000052
为小干扰稳定模式S1群中参与因子较大机组属于典型振荡模式S2群机组所属厂站的比例；
Figure BDA0003027509150000053
为小干扰稳定模式A1群中参与因子较大机组属于典型振荡模式S2群机组所属厂站的比例；
Figure BDA0003027509150000054
为小干扰稳定模式S1群中参与因子较大机组属于典型振荡模式A2群机组所属厂站的比例。
4)若比例满足预设规则，即至少一组中所有比例均大于比例门槛，则该小干扰稳定模式与典型振荡模式M匹配；
若
Figure BDA0003027509150000055
和
Figure BDA0003027509150000056
同时大于比例门槛或
Figure BDA0003027509150000057
和
Figure BDA0003027509150000058
同时大于比例门槛，则该小干扰稳定模式与典型振荡模式M匹配。
若多个小干扰稳定模式与典型振荡模式M匹配，则模式频率差值最小的小干扰稳定模式与典型振荡模式M最适配；因此每个典型振荡模式适配一个小干扰稳定模式。
本发明针对通过特征值获得各小干扰稳定模式，根据模态相角进行机组分群，将分群后两群机组的所属厂站分别与典型振荡模式两群包含的厂站进行匹配，获得各典型振荡模式最适配的小干扰稳定模式，将最适配的小干扰稳定模式作为相应的典型振荡模式，能够为调度运行人员掌握电网的典型小干扰稳定特征提供技术支撑。
一种电网典型振荡模式的识别系统，包括：
小干扰稳定模式获取模块：获取电力系统的当前运行方式数据，采用当前运行方式数据的特征值，计算电力系统的小干扰稳定模式；
匹配模块：将所有小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配，获得各典型振荡模式最适配的小干扰稳定模式；
振荡信息获取模块：将小干扰稳定模式的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态，作为相应典型振荡模式在当前运行方式下的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行电网典型振荡模式的识别方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行电网典型振荡模式的识别方法的指令。
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。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种电网典型振荡模式的识别方法，其特征在于，包括：
获取电力系统的当前运行方式数据，采用当前运行方式数据的特征值，计算电力系统的小干扰稳定模式；
根据典型振荡模式的模式特征，将所有小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配，获得各典型振荡模式最适配的小干扰稳定模式；其中，典型振荡模式的模式特征包括模式频率、机组分群信息以及机组所属厂站；将小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配的过程为：计算小干扰稳定模式与典型振荡模式M之间的模式频率差值；若模式频率差值在预设范围内，针对该小干扰稳定模式，筛选出参与因子大于门槛值的机组并对其进行分群；计算各分群中属于典型振荡模式M机组所属厂站的比例；若比例满足预设规则，则该小干扰稳定模式与典型振荡模式M匹配；
将小干扰稳定模式的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态，作为相应典型振荡模式在当前运行方式下的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态。
2.根据权利要求1所述的一种电网典型振荡模式的识别方法，其特征在于：典型振荡模式的模式特征从电力系统年度运行方式数据中提取。
3.根据权利要求1所述的一种电网典型振荡模式的识别方法，其特征在于：若多个小干扰稳定模式与典型振荡模式M匹配，则模式频率差值最小的小干扰稳定模式与典型振荡模式M最适配。
4.根据权利要求1所述的一种电网典型振荡模式的识别方法，其特征在于，机组分群的具体过程为，
将参与因子最大机组的模态相角作为0度参考相角，相角在[-90，90)度范围内的机组为S群机组，相角在[90，270)度范围内的机组称为A群机组。
5.一种电网典型振荡模式的识别系统，其特征在于，包括：
小干扰稳定模式获取模块：获取电力系统的当前运行方式数据，采用当前运行方式数据的特征值，计算电力系统的小干扰稳定模式；
匹配模块：根据典型振荡模式的模式特征，将所有小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配，获得各典型振荡模式最适配的小干扰稳定模式；其中，典型振荡模式的模式特征包括模式频率、机组分群信息以及机组所属厂站；将小干扰稳定模式与典型振荡模式进行匹配的过程为：计算小干扰稳定模式与典型振荡模式M之间的模式频率差值；若模式频率差值在预设范围内，针对该小干扰稳定模式，筛选出参与因子大于门槛值的机组并对其进行分群；计算各分群中属于典型振荡模式M机组所属厂站的比例；若比例满足预设规则，则该小干扰稳定模式与典型振荡模式M匹配；
振荡信息获取模块：将小干扰稳定模式的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态，作为相应典型振荡模式在当前运行方式下的阻尼比、模式频率、参与振荡机组的参与因子和模态。
6.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法。
7.一种计算设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法的指令。
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