一種基于wams和scada綜合數(shù)據(jù)的電網(wǎng)強(qiáng)迫振蕩源定位方法
【專利摘要】本申請通過綜合利用廣域測量系統(tǒng)(WAMS)和電力數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)數(shù)據(jù)，對振蕩源進(jìn)行快速準(zhǔn)確定位。主要原理為：首先采用基于500kV電網(wǎng)WAMS數(shù)據(jù)的能量流函數(shù)法定位振蕩源的大致方向，然后針對三種常見的振蕩源的性質(zhì)采用三種不同的精確振蕩源定位方法，采用基于SCADA數(shù)據(jù)的振蕩極值點判斷方法計算局部弱聯(lián)系電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線，判斷是否弱聯(lián)系電網(wǎng)存在振蕩；采用發(fā)電機(jī)勵磁電壓相位的WAMS數(shù)據(jù)的相角來判斷是否由于發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)引發(fā)振蕩；采用發(fā)電機(jī)組的調(diào)門或?qū)~開度的SCADA數(shù)據(jù)的極值點計算方法來判斷是否由于機(jī)組原動機(jī)引發(fā)電網(wǎng)振蕩。
【專利說明】-種基于WAMS和SCADA綜合數(shù)據(jù)的電網(wǎng)強(qiáng)迫振蕩源定位方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種基于廣域測量系統(tǒng)（即WAMS) 和電力數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（即SCADA)綜合數(shù)據(jù)的電網(wǎng)強(qiáng)迫振蕩源定位方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電網(wǎng)低頻振蕩的原因大部分為某振蕩源強(qiáng)迫振蕩引起的。從歷史統(tǒng)計看，南方電 網(wǎng)的功率振蕩基本上都為振蕩源引起的強(qiáng)迫振蕩，而引起電網(wǎng)振蕩的強(qiáng)迫振蕩源集中于以 下三種情況，從南方電網(wǎng)的情況看，此三種情況導(dǎo)致的電網(wǎng)振蕩占90 %以上：
[0003] 1.由于弱聯(lián)系的區(qū)域電網(wǎng)的擾動的頻率和主網(wǎng)的某一振蕩特質(zhì)頻率接近，引發(fā)主 網(wǎng)振蕩。
[0004] 2.由于發(fā)電機(jī)組的調(diào)門問題，導(dǎo)致原動機(jī)輸出有功周期性振蕩，其頻率接近于電 網(wǎng)的特征頻率，引發(fā)主網(wǎng)振蕩。
[0005] 3.由于發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)器問題，出現(xiàn)正反饋，引發(fā)主網(wǎng)振蕩。
[0006] 本發(fā)明重點提出針對以上三種原因引起的電網(wǎng)振蕩的快速定位方法，保證在電網(wǎng) 出現(xiàn)振蕩時能快速找到引起振蕩的原因，有利于及時處理并快速恢復(fù)電網(wǎng)穩(wěn)定，意義重大。
[0007] 現(xiàn)有專利和論文在定位振蕩源時都是單一的方法，采用單一的數(shù)據(jù)源，主要是采 用PMU數(shù)據(jù)的波形進(jìn)行分析，進(jìn)行定位。雖然原理正確，但是由于電網(wǎng)安裝PMU裝置的廠站 非常有限，如果振蕩源廠站沒有PMU裝置，則不能正確定位，如果振蕩源廠站沒有PMU，就只 能大概判斷振蕩源的方位，所以實用價值不大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明公開了一種基于WAMS和SCADA綜合數(shù)據(jù) 的電網(wǎng)強(qiáng)迫振動源定位方法。
[0009] 本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案：
[0010] 一種基于WAMS和SCADA綜合數(shù)據(jù)的電網(wǎng)強(qiáng)迫振動源定位方法，其特征在于：綜合 利用WAMS數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行定位判斷。首先利用WAMS數(shù)據(jù)定位電網(wǎng)振蕩源的方向和 大致區(qū)域，再利用SCADA數(shù)據(jù)或PMU數(shù)據(jù)精確找到振蕩原因。
[0011] 基于WAMS和SCADA綜合數(shù)據(jù)的電網(wǎng)強(qiáng)迫振動源定位方法包括以下步驟：
[0012] 第一步：當(dāng)電網(wǎng)主網(wǎng)出現(xiàn)振蕩時，利用電網(wǎng)的WAMS數(shù)據(jù)，對振蕩源進(jìn)行初步定位：
[0013] 通過計算電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點所連接支路的勢能流入、流出節(jié)點情況在線判斷振蕩源的 大致方位，其中，所述關(guān)鍵節(jié)點所連接支路的勢能函數(shù)通過如下方程描述：
[0014]
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于WAMS和SCADA綜合數(shù)據(jù)的電網(wǎng)強(qiáng)迫振動源定位方法，其特征在于：綜合利 用WAMS系統(tǒng)中的相量測量單元WAMS數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)，首先利用WAMS數(shù)據(jù)定位電網(wǎng)振蕩 源的方向和大致區(qū)域，再利用SCADA數(shù)據(jù)或WAMS數(shù)據(jù)精確找到振蕩原因。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)強(qiáng)迫振動源定位方法，其特征在于，所述定位方法包括 以下步驟： 第一步：當(dāng)電網(wǎng)主網(wǎng)出現(xiàn)振蕩時，利用電網(wǎng)的WAMS數(shù)據(jù)，對振蕩源進(jìn)行初步定位： 通過計算電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點所連接支路的勢能流入、流出節(jié)點情況在線判斷振蕩源的大致 方位，其中，所述關(guān)鍵節(jié)點所連接支路的勢能函數(shù)通過如下方程描述：
AVrai⑴為支路ij的i節(jié)點的勢能，AVpej⑴為j節(jié)點的勢能，APij為支路ij兩端 的有功差，APji為支路ij從j端至i端兩端的有功差，Cpi為i節(jié)點電壓相角，Cpj為j 節(jié)點電壓相角，為i節(jié)點電壓相角的偏導(dǎo)，A扣為j節(jié)點電壓相角的偏導(dǎo)，積分時間為觀 察時間窗口，根據(jù)勢能的變化和能量的消耗的趨勢判斷出振蕩源方向； 第二步：定位振蕩源的大致方位后，針對三種引起振蕩的振蕩源進(jìn)行詳細(xì)定位： 2. 1采用弱聯(lián)系區(qū)域電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的SCADA有功數(shù)據(jù)，利用SCADA數(shù)據(jù)振蕩檢查算法判斷 弱聯(lián)系區(qū)域電網(wǎng)是否存在大于設(shè)定閾值的有功振幅，如果該弱聯(lián)系區(qū)域電網(wǎng)出現(xiàn)大于設(shè)定 閾值的有功振幅，且大于其余地方的有功振幅，則認(rèn)為主網(wǎng)振蕩是該弱聯(lián)系區(qū)域電網(wǎng)引起 的； 2. 2通過SCADA數(shù)據(jù)采集的機(jī)組的調(diào)門開度，判斷所述開度是否出現(xiàn)周期性振蕩，如果 出現(xiàn)周期性振蕩，則認(rèn)為電網(wǎng)主網(wǎng)振蕩是由于機(jī)組的原動機(jī)的振蕩引起的； 2. 3通過WAMS采集的發(fā)電機(jī)勵磁數(shù)據(jù)，根據(jù)勵磁電壓的相位判斷電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS 對電網(wǎng)的阻尼是否為負(fù)，如果阻尼為負(fù)，則認(rèn)為是由于振蕩是由于發(fā)電機(jī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 PSS引起的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電網(wǎng)強(qiáng)迫振動源定位方法，其特征在于： 在第一步中，將勢能變化看作由兩部分組成：一部分是伴隨周期性振蕩存在的周期性 能量變化；另一部分是在電網(wǎng)中傳播并消耗的能量；當(dāng)所述關(guān)鍵節(jié)點所連接支路的勢能在 電網(wǎng)中傳播并逐漸消耗時，排除勢能周期分量的影響，得到電網(wǎng)各關(guān)鍵節(jié)點的勢能傳播衰 減方向，勢能的衰減方向的反方向就是振蕩源的大致方向。 在第二步中，當(dāng)PSS電壓波形的相位和發(fā)電機(jī)勵磁電壓波形的相位差小于90度大 于-90度時，則認(rèn)為PSS裝置對電網(wǎng)的阻尼為負(fù)阻尼。
【文檔編號】H02J13/00GK104242462SQ201410525783
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】趙旋宇, 李志學(xué), 趙化時, 顧慧杰, 許君德, 邱富東, 孔洋洋, 祁鴻燕, 嚴(yán)耿, 楊東, 王立鼎 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 北京四方繼保自動化股份有限公司