一種基于pmu數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測低頻振蕩源的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)低頻振蕩源實(shí)時(shí)監(jiān)測領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于PMU數(shù)據(jù)實(shí)時(shí) 監(jiān)測低頻振蕩源的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雖然電網(wǎng)互聯(lián)極大的提高了發(fā)電和輸電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，帶來一系列的經(jīng)濟(jì)效 益，但同時(shí)也給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來了一些新問題，如大電網(wǎng)內(nèi)部或與其它電網(wǎng)互聯(lián)線路的 潮流控制和穩(wěn)定性控制等問題。大容量、遠(yuǎn)距離輸電和重負(fù)荷的互聯(lián)電網(wǎng)阻巧系數(shù)較小，在 系統(tǒng)受到擾動(dòng)時(shí)，會(huì)引發(fā)電力系統(tǒng)振蕩，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間會(huì)發(fā)生相對(duì)搖擺，從而引發(fā)電 力系統(tǒng)低頻振蕩現(xiàn)象，威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。如果能夠通過在線監(jiān)測電廠側(cè)信號(hào)及 時(shí)發(fā)現(xiàn)振蕩源，則對(duì)于提高系統(tǒng)阻巧、平息振蕩具有重要的指導(dǎo)意義。因此，電廠側(cè)振蕩源 在線識(shí)別對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
[0003] 在低頻振蕩源的定位方面，已經(jīng)有很多文獻(xiàn)和專利發(fā)表，但是該些專利和文獻(xiàn)的 定位振蕩源方法在獲得輸入信號(hào)時(shí)比較空難，實(shí)用價(jià)值不大。本發(fā)明針對(duì)已有振蕩源定位 方法的缺點(diǎn)，提出了一種基于PMU數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測低頻振蕩源的方法，在能量流算法W及總 體最小二乘-旋轉(zhuǎn)不變技術(shù)的信號(hào)參數(shù)估計(jì)（TLS-ESPRIT)算法的基礎(chǔ)上，利用PMU直接獲 得振蕩源定位算法所需的輸入信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提出了一種基于PMU數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測低頻振蕩源的方法。本發(fā)明是一種判別 低頻振蕩源是否發(fā)生在該電廠側(cè)的方法，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)低頻振蕩源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，有效 識(shí)別低頻振蕩源的位置，方便快捷且計(jì)算速度快，實(shí)用型強(qiáng)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：利用相量測量裝置（PMU)采集的 數(shù)據(jù)，計(jì)算電廠出口母線的振蕩能量，從而根據(jù)振蕩能量的流向判別振蕩源是否位于該電 廠。
[0006] 一種基于PMU數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測低頻振蕩源的方法，包括W下步驟：
[0007] 1)通過PMU系統(tǒng)獲取電廠側(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，具體包括發(fā)電廠出口母線的有功輸出功率 P、無功輸出功率Q、電壓相角0、電壓幅值UW及發(fā)電機(jī)功角5 ;
[000引 2)進(jìn)行預(yù)分析，采用的判據(jù)為：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于PMU數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測低頻振蕩源的方法，其特征在于，具體包含以下步驟： (1) 通過PMU系統(tǒng)獲取電廠側(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，具體包括發(fā)電廠出口母線的有功輸出功率P、 無功輸出功率Q、電壓相角Θ、電壓幅值U以及發(fā)電機(jī)功角； (2) 進(jìn)行預(yù)分析，采用的判據(jù)為：
式中，N為離散數(shù)據(jù)的長度；C為給定的一個(gè)較小的數(shù)值，Sitl為發(fā)電機(jī)在穩(wěn)定工作點(diǎn)運(yùn) 行的功角額定值； (3) 對(duì)該組數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波，限定頻段為低頻振蕩的頻率范圍0. 2-2. 5Hz的閉區(qū)間， 避免這個(gè)頻段的振蕩信息被信號(hào)中疊加的能量較高的高頻信號(hào)所淹沒，使得監(jiān)測程序不能 及時(shí)發(fā)現(xiàn)低頻振蕩現(xiàn)象，錯(cuò)失了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)調(diào)整的時(shí)機(jī)； (4) 在數(shù)據(jù)庫辨識(shí)單元，利用TLS-ESPRIT算法對(duì)該組數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí)，提取出該電廠機(jī) 組側(cè)的主導(dǎo)振蕩模式，并獲取相應(yīng)的振蕩特性參數(shù)； (5) 根據(jù)PMU獲取的電廠出口母線的離散數(shù)據(jù)，計(jì)算該發(fā)電廠流出的振蕩能量，如果振 蕩能量為正值，則該發(fā)電廠為振蕩源；反之，則該電廠不是振蕩源所在； (6) 輸出結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述一種基于PMU數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測低頻振蕩源的方法，其特征在于， 步驟（5)中的能量流算法如下所示： AVpei=/ [APjdAB^AQiCl(AlnUi)] 其中，APjP AQi分別為發(fā)電廠i出口母線流出的有功功率變化量、無功功率變化量； Λ仏和Λ Θ i分別為母線i電壓幅值變化量和相角變化量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述一種基于PMU數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測低頻振蕩源的方法，其特征在于， 該低頻振蕩源實(shí)時(shí)監(jiān)測算法所需的發(fā)電廠i出口母線流出的有功功率、無功功率；電壓幅 值和相角以及發(fā)電機(jī)功角等輸入信號(hào)直接從PMU獲取。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述一種基于PMU數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測低頻振蕩源的方法，其特征在于， 步驟（4)中的TLS-ESPRIT算法為總體最小二乘-旋轉(zhuǎn)不變技術(shù)的信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于PMU數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測低頻振蕩源的方法，涉及電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。該方法利用相量測量裝置PMU獲得電力系統(tǒng)電廠發(fā)電機(jī)母線出口側(cè)信息，具體包括發(fā)電廠出口母線的有功輸出功率、無功輸出功率、電壓相角、電壓幅值以及功角，根據(jù)這些獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)電廠母線的振蕩能量，同時(shí)，利用TLS-ESPRIT算法對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí)，提取出該電廠機(jī)組側(cè)的主導(dǎo)振蕩模式，并獲取相應(yīng)的振蕩特性參數(shù)。若振蕩源位于該電廠，則有振蕩能量流出該電廠，振蕩能量流為正值；反之，振蕩能量流為負(fù)值。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠直接利用PMU獲得輸入信號(hào)，對(duì)電力系統(tǒng)低頻振蕩源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，方便快捷且計(jì)算速度快，實(shí)用型強(qiáng)。
【IPC分類】G01R31-00
【公開號(hào)】CN104865474
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510313470
【發(fā)明人】李陽海, 楊濤, 劉魏然, 黃樹紅, 高偉
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院, 華中科技大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日