CN117081095A - 用于评估电网的状况的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于评估AC电网(1)的电网状况的方法和系统。捕获(S1)AC电网(1)的电压和电流信号的时间序列，并标识AC电网(1)的本地频率。电压和电流信号的时间序列在AC电网(1)的所标识的本地频率下被变换成经变换的信号。基于AC电网(1)的等效电路(3)的描述从经变换的信号评估等效电路参数(S6)。基于所计算的等效电路参数和AC电网(1)的所标识的本地频率来确定电网状况指示符的值，并在电网监控系统中进行处理，以评估AC电网(1)的电网状况。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于评估AC电网的电网状况的方法和系统，特别是电网监控系统。
背景技术
从基于化石燃料的发电向可再生能源发电的过渡对现有电力系统提出了巨大挑战。而且，不同国家的电网联系得越来越紧密。许多这些互联跨越长距离，并且连接异步操作的电力系统。HVDC链路对于促进这些互联和实现可再生能源发电的充分利用很关键。
这些HVDC链路的主要益处之一是所传输的电力是完全可控的，从而在所连接的HVDC链路的一侧或两侧上实现AC电网的附加灵活性。可以被提供的灵活性受所连接的AC电网的强度限制。弱AC电网可能影响HVDC站的操作，并且如果未被解决可能导致包括HVDC站跳闸、过电压、低频谐振和电力不稳定等的后果。因此，需要对所连接的AC电网的强度进行评估以尽可能平稳地操作HVDC站并支持AC电网。
AC/DC系统相互作用的性质及其相关联的问题在很大程度上取决于AC电网相对于HVDC链路的容量的强度(状况)。由于两个方面，AC电网可以被认为是“弱的”：(a)从到电网的HVDC连接点看的AC电网等效阻抗可能较高，(b)AC电网机械惯性可能较低。由于AC电网的强度对AC/DC系统的相互作用有非常重要的影响，因此具有测量和比较AC电网的相对强度的简单的方法是有用的。
通常限定两个指标来评估所连接的AC电网的状况，即系统惯性和短路比(SCR)。用于评估所连接的电网的状况的常见解决方案包括PLL(锁相环)和电网电压的固定相评估。由于快速电力/电流动态，这些解决方案在存在相位偏差的情况下表现不佳，即，所评估的本地频率可能被瞬态相角偏差影响而出现错误。
发明内容
本公开涉及用于AC电网的电网状况的改进的评估的方法、软件程序和系统的实施方式和实施例。
根据实施方式，相应的方法包括以下步骤：
捕获AC电网的电压和电流信号的时间序列；
标识AC电网的本地频率；
将AC电网的所标识的本地频率处的电压和电流信号的时间序列变换成经变换的信号；
基于AC电网的等效电路的描述从经变换的信号评估等效电路参数；
基于所计算的等效电路参数和AC电网的所标识的本地频率来确定电网状况指示符的值；以及
在用于评估AC电网的电网状况的电网监控系统中处理电网状况指示符的值。
这个方法提供了对AC电网的等效电路参数的评估，用于确定电网状况指示符的值，基于该值可以评估AC电网的电网状况。为此，该方法使用考虑了可能的电网电压频率变化或振荡的AC电网的等效电路(电网电压模型)的综合描述。
以这样的方式，可以以与迄今为止在普通解决方案中实现的方式相比更好和增强的方式来评估和利用AC电网的本地频率。此外，这改善了基于所计算的等效电路参数和AC电网的所标识的本地频率对电网状况指示符的值的确定。该方法使得能够在用于评估电网状况的(自动化)电网监控系统中更好地处理结果或处理状况，并且有助于递送更好质量的电网服务并降低网络突发事件的风险。
所捕获的电压信号例如是AC电网的各相(例如三个相)的相对地电压。所捕获的电流信号例如是AC电网的各相(例如三个相)的相电流。电压和电流信号的时间序列在所限定的时间范围(时间窗口)内被捕获，其持续时间例如在100ms到10s的范围内选择。然而，所选择的时间范围不限于这些界限。
通常，所捕获的电压和电流信号是电力系统中可测量的任何电压和电流信号。这可以包括相应电力系统的变压器、电力线、单相或多相配置处的电压和电流信号。
可以在任何合适的或所确定的测量点捕获电压和电流信号。例如，在具有HVDC站的AC/DC电力系统中，捕获电压和电流信号的点可以在将HVDC站连接到AC电网的所谓的公共耦合点(PCC)处。
以这样的方式，电压和电流信号是该方法的时域输入。电压和电流信号例如以恒定的采样率被采样，例如5kHz或10kHz。输入值可以利用它们各自的SI幅值(分别为伏特和安培)来表示。优选地，进行适当的每单位变换以防止数值不稳定并增加信号的可读性。
AC电网的等效电路例如使用AC电网的所谓的戴维宁电路描述来描述。根据戴维宁定理，在电力系统分析中，等效阻抗Z和等效电压源E的串联模型可以应用于用等效电路表述代替实际AC电网的电路描述。例如，AC电网的戴维宁电路描述可以表达为：
这里，V(t)描述相对地电压，I(t)描述相电流，E(t)描述任何发电机或AC电网中生成的任何电力，R描述等效电阻，以及L描述等效电感。等效阻抗Z可以表示为
Z＝R+jX＝R+2πfL
其中，R描述实值(欧姆电阻)以及X＝2πfL描述等效阻抗Z的频率f相关虚值(电抗)。
在三相系统的情况下，时间变量V(t),I(t)和E(t)是[3×1]向量，以及R和L是[3×3]矩阵。通常，变量的维数取决于所测量的信号的维数。该方法通常可以应用于单相或多相系统。因此，在具有n个所测量的相位信号的系统中，时间变量V(t),I(t)和E(t)是[n×1]向量，以及R和L是[n×n]矩阵。
基于戴维宁电路描述，如上所述，AC电网的等效电路的描述可以表述为用于根据上述方法进一步处理的模型。在这方面，不必要知道任何先验信息，例如，参数界限、初始值等。
基于AC电网的等效电路的描述，例如通过使用最小二乘优化方法，从经变换的信号评估等效电路参数。最小二乘法实现了该方法对任何输入误差/高斯噪声的优异的免疫性、方法的鲁棒性，以及完全没有调谐参数，这使得这个方法易于实施、测试和使用。此外，即使在存在病态输入数据/系统的情况下，它也证明了良好的结果，并且它在封闭形式的方法中保证了全局最优解。
根据另外的实施方式，该方法包括：
将AC电网的标称频率处的电压和电流信号的时间序列变换成第一经变换的信号；
基于第一经变换的信号，例如根据第一经变换的信号的频率漂移，标识AC电网的本地频率；
将所标识的本地频率处的电压和电流信号的时间序列变换成第二经变换的信号；
基于AC电网的等效电路的描述从第二经变换的信号评估等效电路参数。
这些步骤具有可以改进可能偏离AC电网的标称频率的实(本地)频率的标识的效果和优点。电压和电流信号的时间序列到第一经变换的信号的变换具有不另外考虑标称频率相关的时间信号分量的效果。以这样的方式，可以以增强的方式标识与标称频率的偏差，即，第一经变换的信号相对于标称频率的频率漂移。这使得能够确定/评估在捕获电压和电流信号时AC电网中的本地(实)频率。
电压和电流信号的时间序列到第二经变换的信号的后续变换具有不另外考虑本地频率相关的时间信号分量的另外的效果。以这样的方式，对等效电路参数的评估特别准确，因为该评估不会被取决于AC电网的本地频率的电压和电流信号的瞬时信号变化干扰或扭曲。这增强了自动化电网监控系统中电网状况指示符的准确处理和评估。
根据示例性实施方式，到第一和第二经变换的信号的变换中的一个或两个通过对所捕获的电压和电流信号应用派克变换来执行。特别地，关于三相电压和电流信号，派克变换具有将三维电压和电流信号减少为二维电压和电流信号的优点。这里派克变换将三相系统描述为分别以标称或所评估的本地频率进行旋转的二维d、q信号帧的叠加。
根据另外的实施方式，该方法包括以下附加步骤：
在将电压和电流信号的时间序列变换成经变换的信号之前，对电压和电流信号进行滤波。
对电压和电流信号进行滤波具有去除谐波和间谐波分量的效果，这些谐波和间谐波分量可能使得电压和电流信号的时间序列到经变换的信号的后续变换的动态劣化。例如，滤波由以AC电网的标称频率为中心的带通滤波器执行。替代地，通过应用低通滤波器的低通滤波策略来执行滤波。低通滤波器的截止频率可以根据AC电网的标称频率进行配置。
根据另外的实施方式，该方法包括以下附加步骤：
在评估等效电路参数之前，通过平均滤波器对经变换的信号进行滤波。
通过平均滤波器对经变换的信号进行滤波具有去除由于不平衡信号引起的振荡的效果。例如，这种滤波阶段使经变换的信号中的二阶谐波最小化。平均滤波器例如是三点移动平均滤波器。可以实施三点平均，使得对应于所捕获的三相电压和电流信号的0度、60度和120度量的信号量被考虑用于信号平均。这具有使位于三相电压和电流信号的相应两个的相应120度相移内的信号量被平均的效果。
根据该方法的另外的实施方式，等效电路参数包括AC电网的等效阻抗分量参数和等效电压源参数。以这样的方式，可以相对容易地实施对等效电路参数的评估，然而，这产生了特别精确的评估结果并且增强了自动化电网监控系统中的电网状况指示符的精确处理和评估。
AC电网的等效电路的描述可以基于等效电路参数、经变换的信号和AC电网的所标识的本地频率来建模。例如，等效电路的描述在基于如上所述的戴维宁公式的经派克变换的戴维宁电路描述内表述。在这方面，等效阻抗分量参数例如包括描述等效电阻分量的参数r、描述等效电感分量的参数l、以及描述任何发电机或AC电网中生成的任何电力的经派克变换的等效电压源参数分量的参数ed、eq。因此，等效电路参数r、l和ed/q将通过所述方法来评估。r和l参数值可以被假设为在捕获电压和电流信号的时间序列的整个时间范围期间是固定的，即，可以假设电网拓扑和系统负载水平在时间范围内不变化。
在上述假设下，经派克变换的戴维宁电路描述可以表述为：
其中，ω＝2πf，并且其中，指标d和q将参数分配给根据如上所述的派克变换以角频率ω旋转的d、q信号帧的两个维度。在这种情况下，r和l仅参考正序列，即，原始[3×3]矩阵中的互自值(mutual-self value)(省略同极序列(homopolar sequence))。
假设单个稳态状况(无噪声和自然振荡)，本地电压和电流是已知的/所测量的变量(并且省略了时间导数部分)。同时，r、l和ed/q是未知变量。这意味着这个问题的解是未知的，因为方程组是欠定的。因为存在比方程更多的未知变量，所以系统是欠定的，并且唯一解是未知的。
考虑具有另一稳态状况(其中只有局部电气量改变)，现在问题系统可以以唯一解来求解。对于许多稳态状况(>2)，问题变得超定，并且不能作为线性方程组来求解。
根据该方法的另一实施方式，等效电压源参数包括根据与AC电网的本地频率的频率偏差分解成谐波分量。这具有考虑AC电力系统内可能的自然系统幅值/相位/频率波动的效果。在捕获电压和电流信号的时间范围期间，AC电力系统中的电压/功率源可以改变它们的幅值/相位/频率。因此，等效电压源参数也可以在时间范围期间稍微改变。通过模拟等效电压源参数，将其分解为谐波分量，可以考虑关于等效电压源参数的工作点的这种波动和非线性，这进一步增强了在自动化电网监控系统中基于所评估的等效电路参数的电网状况指示符的准确处理和评估。
在这些假设下，以上所述的经派克变换的戴维宁电路描述可以表述为：
其中和/>描述等效电压源参数到谐波分量的分解。
根据该方法的另外的实施方式，除了上述表达式之外，电力平衡方程也可以包括在用作评估模型的等效电路描述中。例如，有功功率p(t)和无功功率q(t)表达式也可以基于经派克变换的电压和电流信号建模如下：
因此，等效电路描述最终可以通过应用以上所述的经派克变换的戴维宁电路描述和/或以上所述的经派克变换的有功功率p(t)和无功功率q(t)表达式来建模。
根据该方法的另外的实施方式，电网状况指示符基于AC电网的短路容量。AC电网的短路容量(SCC)可定义为：
其中，EAC是时变等效电压源E(t)的平均值，并且Zs是根据如上所述的戴维宁电路描述的等效阻抗。
SCC可以被标准化为AC电网的短路比(SCR)：
其中，Pn是额定功率，例如连接到AC电网的HVDC换流站的额定功率。关于AC电网的强度，SCR的不同刻度反映了AC电网的不同电网状况。例如可以进行以下分类：
强系统，如果AC电网的SCR大于3.0；
弱系统，如果AC电网的SCR在2.0至3.0之间；
非常弱系统，如果AC电网的SCR低于2.0。
如上所述，电网状况指示符例如被建模为SCC或SCR参数。以这样的方式，该方法可以提供非常准确但容易分类的电网状况指示符，其值基于所计算的等效电路参数和AC电网的所标识的本地频率来确定。电网状况指示符的值在自动化电网监控系统中被处理，用于例如基于上述分类来评估AC电网的电网状况。
根据该方法的另外的实施方式，在自动化电网监控系统中处理电网状况指示符的值以评估AC电网的电网状况的步骤包括基于电网状况指示符的所确定的值的以下动作中的至少一个：
连接到AC电网的HVDC站的控制方案的自动在线选择；
电网状况指示符的阈值和范围的验证；
电压稳定性标识；
针对电网状况指示符的警报、警告或信息方案的更新；
AC电网的局部拓扑变化的检测；
电网状况指示符的值的可视化；
为HVDC站设置附加功率设定点。
根据示例应用，用于连接到AC电网的HVDC站的控制方案的自动在线选择包括例如到用于基于AC电网的所评估的电网状况来控制AC电网内的发电机的控制系统的反馈回路。替代地或附加地，连接到AC电网的HVDC站可以基于AC电网的所评估的电网状况来控制。例如，根据AC电网的评估电网状况指示强电网还是弱电网，应用不同的控制方案或经调整的阈值。这增强了所连接的电网的安全、稳定和可靠的操作。
根据另一示例应用，电网状况指示符的阈值和范围可以基于AC电网的所评估的电网状况来验证、合并或修改。例如，由传输系统运营商(TSO)报告的边界数(电网状况指示符的范围)在自动化电网监控系统中被验证、合并或修改，用于安全地控制AC电网和/或连接到AC电网的HVDC站。这进一步改善了所连接的电网的安全、稳定和可靠的操作。
根据另一示例应用，基于电网状况指示符的边界/阈值，在自动化电网监控系统中执行电压稳定性标识。这进一步增强了电压稳定性和电网安全性，特别是在具有异步或异构操作的电力系统的所连接的电网中。
根据另一示例应用，在自动化电网监控系统中更新针对电网状况指示符的警报、警告或信息方案。替代地或附加地，AC电网的局部拓扑变化由自动化电网监控系统检测。例如，一旦AC电网的局部拓扑变化，AC电网的阻抗就变化。这通过以上所述的方法评估和检测，并导致电网状况指示符的改变的值。因此，警报、警告或信息方案可以被相应地修改/调整。替代地或附加地，电网状况指示符的值和/或从其导出的度量在自动化电网监控系统中被可视化。
根据相应软件程序产品的实施方式，其包括具有程序代码的软件程序，该程序代码当在处理器中运行时执行上述类型的方法。以这样的方式，软件程序产品实现了与在以上解释的类型的方法的上下文中提及的相同的效果和优点。特别地，当执行相应的方法时，该软件程序产品增强了所连接的电网的安全、稳定和可靠的操作。
根据实施例，用于评估AC电网的电网状况的相应电网监控系统被配置成执行以上描述的类型的方法。以这样的方式，电网监控系统实现了与在以上解释的类型的方法的上下文中提及的相同的效果和优点。特别地，当执行相应的方法时，电网监控系统增强了所连接的电网的安全、稳定和可靠的操作。例如，电网监控系统是自动或半自动的电网监控系统，如SCADA系统或连接到电网的任何其它监管系统。
根据另外的实施例，电网监控系统包括处理器和具有程序代码的软件程序，该程序代码当在处理器中运行时执行上述类型的方法。程序代码例如存储在电网监控系统的存储器中。
特别地，以上描述的方法和软件程序产品适合/被配置/被实施用于以上描述的电网监控系统，反之亦然。因此，结合该方法或软件程序产品描述的特征和优点可以用于电网监控系统，反之亦然。
关于以上描述的类型的方法描述的每个特征、方面、效果和优点在本文中也关于以上描述的软件程序产品或电网监控系统公开，即使相应的特征、方面、效果和优点没有在上述软件程序产品或电网监控系统的上下文中明确提及。
附图说明
包括附图以提供进一步理解。在附图中，相同结构和/或功能的元件可以以相同的附图标记表示。应理解，附图中示出的实施例是说明性表示，并且不一定按比例绘制。
图1是根据示例性实施例的AC电网和所连接的HVDC站的等效电路描述的示意图；
图2是用于评估根据图1的AC电网的电网状况的算法方法的示意图；
图3是根据图2的算法方法的详细视图；
图4是根据图2和图3的算法方法的程序块的示意图。
具体实施方式
图1示出了AC电网1和连接到AC电网1的HVDC站2的等效电路描述的示意图。AC电网1在公共耦合点(PCC)处连接到HVDC站2。例如，AC电网1包括电网基础设施的特定拓扑，如传输线、发电机(功率源)等。在电路描述方面，AC电网1的电特性可以通过等效电阻抗和等效电压源来描述。电阻抗可以表述为：
Z＝R+jX＝R+2πfL
等效电压源可以描述为E。因此，开始时，AC电网1的等效电路描述的变量R、L和E是未知的。
根据图1的等效电路3的描述是系统的所谓的戴维宁(Thévenin)电路描述。根据图1的等效电路3的描述可以基于以等效电压源V代替根据图1的HVDC站2的电路描述并将AC电网1的描述表达为等效阻抗Z＝R+2πfL和等效电压源E的串联模型的假设来表述。根据图1的等效电路3的描述例如可以通过考虑闭合的基尔霍夫环路来表达，该闭合的基尔霍夫环路开始于例如公共耦合点PCC(参见虚线)处的对地电压降并且跨越AC电网1的等效电路描述。换言之，根据图1的戴维宁电路描述3可以表述为：
基于这个等效电路描述，通过确定电网状况指示符的值来评估AC电网1的电网状况。电网状况指示符的值然后可以在电网监控系统中被处理，用于评估AC电网1的电网状况。这种方法将在下文描述。
图2是用于评估根据图1的AC电网1的电网状况的算法方法的示意性概述图。在示例性实施方式中，该方法是被动且异步的时域方法。这意味着没有主动注入信号噪声，并且AC电网1的系统行为没有主动改变(被动)。此外，这意味着所捕获的电压和电流信号的不同时间序列块被使用(异步)。
图2示出了用于评估AC电网1的电网状况指示符的值的评估器4。评估器4由输入到评估器4的评估器参数来参数化。
作为到评估器4的时域输入，捕获AC电网1的电压和电流信号的时间序列。电压信号被示例性地假设为每个相的相对地电压波形，并且电流信号被示例性地假设为相电流波形。因此，在根据图2的示例性配置中，捕获AC电网1的每极三相电压和电流信号。在AC电网1的单极结构的情况下，需要三个电压信号和三个电流信号(每相各一个)。在具有两极的AC电网1的双极结构的情况下，需要每相和每极三个电压信号和三个电流信号，从而导致3×2个电压信号和3×2个电流信号，即总共12个波形信号。
以恒定的采样时间，例如5或10kHz，对电压和电流信号的所捕获的时间序列进行采样。所捕获的时间序列的时间范围例如在100ms和10s之间。不必要知道任何先验信息，如参数界限、初始值等。
评估器4的输出产生根据图1的AC电网1的等效戴维宁电路描述的所评估的电路参数。所评估的电路参数包括例如等效阻抗分量参数r和l、等效电压源E的参数、AC电网1的所评估的短路容量SCC和/或根据短路容量SCC计算的短路比SCR。SCC和SCR例如可以如上所述地表达。此外，也可以由评估器4输出一些评估细节。评估器4例如是具有程序代码的算法软件程序，该程序代码可以在处理器(例如用于评估AC电网1的电网状况的自动电网监控系统内的处理器)中运行。
图3是根据图2的算法方法的详细视图。在步骤S1中，如上所述的电压和电流信号的所捕获的时间序列以及每个采样时间的相应采样点的相对应的时间戳被输入到算法程序。这些输入数据可以通过实时系统数据(Synt.)，通过模拟(PSCAD)或通过记录数据的时间-频率表示(TFR)获得。在采样时间不恒定的情况下，在进一步处理输入数据之前，必须运行插值阶段和/或每单位变换，以归一化输入信号比例。
在步骤S2中，所采样的输入数据由以AC电网1的标称频率为中心的有限脉冲响应(FIR)带通滤波器或通过低通滤波方法进行过滤。这个滤波器阶段的目标是去除所采样的输入数据中的谐波和间谐波分量，其可能使后续信号变换的动态劣化。
在步骤S3中，在AC电网1的标称频率f0(即50/60Hz)下进行第一派克变换，以标识AC电网1的本地(实)频率fm(基于电压信号)。为此，输入数据，即在该示例性实施方式中的电压信号的所采样的时间序列，基于电流信号在标称频率f0下被变换成第一派克变换d、q信号。随后，基于第一派克变换d、q信号标识AC电网1的本地频率fm。这通过标识例如第一派克变换d、q信号的三角频率漂移来完成，即通过标识第一派克变换d、q信号与AC电网1的标称频率f0的频率偏差来完成。
在S4步骤中，输入数据，即电压和电流信号的所采样的时间序列，通过在所标识的本地频率fm下进行第二派克变换而被变换成第二派克变换d、q信号。在第二派克变换后，输入数据独立于由本地频率fm引起的电压和电流信号的时域变化。换言之，不再考虑本地频率fm相关的时间信号分量。
在步骤S5中，执行使用三点平均方法(移动平均滤波器)的第二滤波阶段，以去除源自不平衡信号(例如源自连接到AC电网1的HVDC站2的不平衡变换器波形)的第二派克变换输入信号中的振荡。特别地，通过这个第二滤波阶段，派克变换输入信号中的二阶谐波被最小化。经三点平均滤波的信号可以表述为：
优选地，可以选择参数A使得对0度、60度和120度量进行平均，因为基本的三相输入信号波形包括彼此120度的相移，并且可以表述为：
其中，fm是所评估的本地频率，并且Ts是采样时间。
基于到目前为止执行的这些方法步骤S1到S5，根据图1的戴维宁电路描述3(参见上文所述)可以在离散时域中表述为：
其中，ωm＝2πfm和k是相应采样点。
最后项和/> 表示具有最大阶数Nh(即，与第二派克变换期间使用的本地频率fm的最大偏差)的等效电网发电机的谐波分解(等效电压源参数)E。参数θh[k]相应地计算为：
θh[k]＝2πΔfht[k]
其中，t[k]是与采样点k相关的时间，而Δfh是与谐波h相关的本地频率fm的频率偏差。对于本示例性应用，已经选择了具有500μHz的离散化的500mHz的最大频率偏差。
此外，基于以上公式，离散化的电力平衡方程可以表述如下，其中，第一方程表达有功功率平衡，并且第二方程表达无功功率平衡：
在捕获电压和电流信号的时间范围期间，AC电力系统中的电压/功率源可以改变它们的幅值/相位/频率。因此，等效电压源参数E也可以在时间范围期间稍微改变。通过模拟等效电压源参数E，将其分解为谐波分量，可以考虑关于等效电压源参数E的工作点的这种波动和非线性，这进一步增强了电网状况指示符的准确处理和评估。
基于如上所述的在离散时域中表述的戴维宁电路描述3，在另外的步骤S6中，执行最小二乘优化阶段以标识等效电路参数，尤其是r和x＝ωml，以及电网侧电压和频率偏差。假设r和x值在整个时间窗口期间是固定的，即电网拓扑和系统负载水平在时间范围期间不改变。
在另外的步骤S7中，输出所评估的等效电路参数以及电网侧电压和频率偏差。然后这些在自动化电网监控系统中被进一步处理，用于计算SCC/SCR的相应值以评估AC电网1的电网状况。例如，处理包括基于SCC/SCR的所确定的值的以下动作中的至少一个：用于连接到AC电网1的HVDC站2(参见图1)的控制方案的自动在线选择；验证SCC/SCR的值的阈值和范围；电压稳定性标识；更新针对SCC/SCR的值的警报、警告或信息方案；检测AC电网1的局部拓扑变化；可视化SCC/SCR或其它参数的值。
以这样的方式，在电网监控系统中执行的方法增强了AC电网1的安全、稳定和可靠的操作。例如，自动化电网监控系统是SCADA系统或连接到AC电网1的任何其它监管系统。
图4是根据图2和图3的算法方法的程序块的示意图。例如，根据图4的程序块表示根据编程语言Python的软件程序代码。在框B1中，借助于如框B2所指示的专用库来处理和捕获所记录的TFR输入数据。然后，借助于如框B4所指示的专用库在框B3中进一步处理数据。
附加于所记录的TFR输入数据或替代所记录的TFR输入数据，实时数据可以借助于如框B4所指示的专用库在框B3中直接处理。
然后，借助于如框B6和框B7中所指示的专用库和接口，所捕获和经处理的数据被输入到框B5的评估器。例如，框B5的评估器对应于上面参考图3和图4所述的评估器4和相应方法。框B8具有测试框B5的评估器的目的。在框B5的评估器中执行相应的方法步骤之后，可以输出相应的评估结果。
尽管本公开可以有各种修改和替代性形式，但是其细节已经在附图中通过示例示出。然而，应理解，意图不是将本公开限制于所描述的特定实施例。相反，本发明覆盖落入由所附权利要求限定的公开内容的范围内的所有修改、等同物和替代物。
附图标记：
1，AC电网；2，HVDC站；3，等效电路；4，评估器；B1至B8，程序框；以及S1至S7，方法步骤。
Claims (11)
1.一种用于评估AC电网(1)的电网状况的方法，所述方法包括以下步骤：
捕获(S1)所述AC电网(1)的电压和电流信号的时间序列；
标识所述AC电网(1)的本地频率；
将所述AC电网(1)的所标识的本地频率处的所述电压和电流信号的时间序列变换为经变换的信号；
基于所述AC电网(1)的等效电路(3)的描述从所述经变换的信号评估(S6)等效电路参数；
基于所计算的等效电路参数和所述AC电网(1)的所标识的本地频率来确定电网状况指示符的值；以及
在电网监控系统中处理所述电网状况指示符的值，用于评估所述AC电网(1)的电网状况。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：
将所述AC电网(1)的标称频率处的所述电压和电流信号的时间序列变换(S3)为第一经变换的信号；
基于所述第一经变换的信号标识所述AC电网(1)的所述本地频率；
将所标识的本地频率处的所述电压和电流信号的时间序列变换(S4)成第二经变换的信号；
基于所述AC电网(1)的所述等效电路(3)的描述，从所述第二经变换的信号评估(S6)所述等效电路参数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，包括以下附加步骤：
在将所述电压和电流信号的时间序列变换成所述经变换的信号之前，对所述电压和电流信号进行滤波(S2)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括以下附加步骤：
在评估(S6)所述等效电路参数之前，通过平均滤波器对所述经变换的信号进行滤波(S5)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述等效电路参数包括所述AC电网(1)的等效阻抗分量参数和等效电压源参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述等效电压源参数包括根据与所述AC电网(1)的本地频率的频率偏差分解成谐波分量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述电网状况指示符基于所述AC电网(1)的短路容量。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，在所述自动化电网监控系统中处理所述电网状况指示符的值以评估所述AC电网(1)的电网状况的步骤包括基于所述电网状况指示符的所确定的值的以下动作中的至少一个：
连接到所述AC电网(1)的HVDC站(2)的控制方案的自动在线选择；
所述电网状况指示符的阈值和范围的验证；
电压稳定性标识；
针对所述电网状况指示符的警报、警告或信息方案的更新；
所述AC电网(1)的局部拓扑变化的检测；
所述电网状况指示符的值的可视化；
为所述HVDC站(2)设置附加功率设定点。
9.一种软件程序产品，包括具有程序代码的软件程序，所述程序代码当在处理器中运行时执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
10.一种用于评估AC电网(1)的电网状况的电网监控系统，其中，所述电网监控系统被配置成执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
11.根据权利要求10所述的电网监控系统，包括处理器和具有程序代码的软件程序，所述程序代码当在所述处理器中运行时执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
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