專利名稱：關鍵線路低頻振蕩可視化監(jiān)視的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術領域，特別涉及電力系統(tǒng)低頻振蕩的分析 和監(jiān)視及可視化的表達。接收到PMU數(shù)據(jù)后對其進行分析計算，用快速算法分析計算， 監(jiān)測是否存在低頻振蕩，如有低頻振蕩，則在地理接線圖或單線圖上用可視化方式予以 表達。
背景技術：
隨著互聯(lián)電力系統(tǒng)的規(guī)模日益增大，系統(tǒng)互聯(lián)引發(fā)的低頻振蕩問題已成為危 及電網(wǎng)安全運行、制約電網(wǎng)傳輸能力的最主要因素之一。電力系統(tǒng)出現(xiàn)的振蕩按所涉 及的范圍和振蕩頻率的大小大致分為兩種類型局部模態(tài)(Local Modes)和區(qū)域間模態(tài) (Inter-areaModes)。局部振蕩模態(tài)是指系統(tǒng)中某一臺或一組發(fā)電機與系統(tǒng)內(nèi)的其余機組的 失步。由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子的慣性時間常數(shù)相對較小，因此這種振蕩的頻率相對較高，通常 在1 2.5Hz之間。區(qū)域間振蕩模態(tài)是指系統(tǒng)中某一個區(qū)域內(nèi)的多臺發(fā)電機與另一區(qū)域 內(nèi)的多臺發(fā)電機之間的失步。由于各區(qū)域的等值發(fā)電機的慣性時間常數(shù)比較大，因此這 種振蕩模態(tài)的振蕩頻率較低，通常在0.1 0.7Hz之間。 電力系統(tǒng)的低頻振蕩在國內(nèi)外均有發(fā)生，當系統(tǒng)中的發(fā)電機經(jīng)輸電線并聯(lián)運行 時，不可避免的擾動會使各發(fā)電機的轉(zhuǎn)子相對搖擺，若系統(tǒng)阻尼不足就會引起持續(xù)振 蕩?；诎l(fā)電機轉(zhuǎn)子的慣性時間常數(shù)較大，故振蕩頻率較低，這就是低頻振蕩的來源。 低頻振蕩(又稱功率振蕩或機電振蕩)常發(fā)生在長距離、重負荷輸電線上，特別是在采用 快速高放大倍數(shù)的勵磁系統(tǒng)中更容易出現(xiàn)功率振蕩。系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩以后會產(chǎn)生兩種 結果 一是振蕩的幅值持續(xù)增長，使系統(tǒng)的穩(wěn)定遭到破壞，甚至引起系統(tǒng)解列；二是振 蕩的幅值逐步減小，或通過恰當?shù)拇胧┢较⒄袷帯?br>
發(fā)明內(nèi)容
由于PRONY方法在線分析數(shù)據(jù)監(jiān)測低頻振蕩，涉及到矩陣計算，所以速度上就 不能適應WAMS系統(tǒng)快速的數(shù)據(jù)傳遞要求?？梢暬到y(tǒng)和WAMS系統(tǒng)相連，主要是在 有低頻振蕩時，能及時給調(diào)度人員提供一個警示，對頻率成分的分析可以粗略一些。所 以需要用一種既簡便又不至于漏掉低頻振蕩現(xiàn)象的監(jiān)測方法。 由于我們關注的是低頻部分分量，所以利用采樣定理和濾波的思想，工頻是 50Hz，而低頻振蕩的頻率小于3Hz，所以我們選擇采樣頻率為10Hz，即0.1秒采樣一個 點，保證在有低頻振蕩時一個周期內(nèi)至少能采集到3至4個點。假設在此頻率下采樣了 n個點。按以下幾步進行分析 步驟l:首先濾除掉這n個點中的正常工頻值，方法是每個采樣點值減去這n個 點的均值，從新得到一個n個點的序列。 步驟2:求取這新序列含有多少個拐點，記為num，第一個和最后一個拐點所在 的序列號，分別記為n_first和njast，每個拐點處的序列值分別記為vl vnum。
(1)按下式計算這n個點組成序列的周期 period—line = (float)n*(num-l)/2.0/(n_last-n_first) (2)采樣這n個點所用時間為 seconds = nX 0.1 (3)序列中數(shù)據(jù)的頻率為 f = period—line/seconds (4)其幅值為各拐點處序列值的絕對值的平均值，艮卩 (5)根據(jù)低頻振蕩要監(jiān)測的頻率、幅值閥值進行低頻振蕩與否的判斷。


圖1單線圖上低頻振蕩監(jiān)視示意圖 圖2低頻振蕩局部放大示意圖 圖3WAMS與可視化系統(tǒng)的硬件連接示意圖具體實施方式
(步驟) 概況而言，本發(fā)明依次含有以下步驟 (1)初始化將可視化系統(tǒng)與WAMS系統(tǒng)連接； (2)通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡實現(xiàn)PMU數(shù)據(jù)的采集和傳遞； (3)通過快速算法對其進行分析，檢測是否含有低頻振蕩的成分； (4)對出現(xiàn)低頻振蕩的線路做可視化表達。 實際應用效果 本發(fā)明的在四川省電網(wǎng)做了實驗，所做的結果如圖l所示。可以看出它能檢測 出系統(tǒng)的低頻振蕩，并能及時推出告警圖像，并予以表達。
權利要求
關鍵線路低頻振蕩可視化監(jiān)視方法，其特征在于，該方法是在電網(wǎng)調(diào)度中心自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的，所述的方法依次包含以下步驟步驟1接收PMU數(shù)據(jù)；步驟2用快速算法分析低頻振蕩；步驟3如果檢測出低頻振動，則在單線圖和地理接線圖上相應線路就以振蕩曲線的形式顯示，并采用閃爍、變色、聲音等進行違限預警，當要關心某一線路低頻振蕩的細節(jié)時，可以進行局部追蹤和放大線路振蕩細節(jié)，如果所檢測的線路無低頻振蕩，單線圖和地理接線圖上都以正常顯示方式顯示。
2. 根據(jù)權利要求1所述的關鍵線路低頻振蕩可視化監(jiān)視的方法，步驟2的特征在于 由于關注的是低頻部分分量，所以利用采樣定理和濾波的思想，工頻是50Hz，而低頻振蕩的頻率小于3Hz，所以我們選擇采樣頻率為10Hz，即0.1秒采樣一個點，保證在有低頻 振蕩時一個周期內(nèi)能至少采集到3至4個點。假設在此頻率下采樣了n個點。按以下幾 步進行分析第1步，首先濾除掉這n個點中的正常工頻值，方法是每個采樣點值減去這n個點的 均值，重新得到一個n個點的序列；第2步，然后求取這新序列含有多少個拐點，記為num，第一個和最后一個拐點所在 的序列號，分別記為n_first和njast，每個拐點處的序列值分別記為vl vnum ;第2.1步按下式計算這n個點組成序列的周期<formula>formula see original document page 2</formula>第2.2步，采樣這n個點所用時間為<formula>formula see original document page 2</formula>第2.3步，序列中數(shù)據(jù)的頻率為<formula>formula see original document page 2</formula>第2.4步，其幅值為各拐點處序列值的絕對值的平均值，t!卩<formula>formula see original document page 2</formula>第2.5步，根據(jù)低頻振蕩要監(jiān)測的頻率、幅值閥值進行低頻振蕩與否的判斷。
3. 根據(jù)權利要求1所述的關鍵線路低頻振蕩可視化監(jiān)視的方法，其特征在于不用進行 求系統(tǒng)特征根等復雜計算，計算工作量能滿足系統(tǒng)在線運行的要求。
4. 根據(jù)權利要求1所述的關鍵線路低頻振蕩可視化監(jiān)視的方法，其特征既可以對實驗 數(shù)據(jù)進行分析，也可以進行實時在線檢測，而且一旦檢測出來就能在地理接線圖和電網(wǎng) 單線圖上推出。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術領域，特別涉及電力系統(tǒng)低頻振蕩的分析和監(jiān)視及可視化的表達。接收到PMU數(shù)據(jù)后對其進行分析計算，用快速算法計算出低頻振蕩后，在相關的線路上用可視化方式予以表達。
文檔編號G01R31/08GK101692116SQ20081014805
公開日2010年4月7日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權日2008年12月26日
發(fā)明者劉俊勇, 常曉青, 田立峰, 肖嵐, 陳金海, 黃媛 申請人:四川省電力公司;四川大學