專利名稱：電力系統(tǒng)振蕩擾動源定位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)低頻振蕩過程中振蕩擾動源定位的方法，尤其是利用電網(wǎng)廣 域多點振蕩信息搜索定位振蕩擾動源的新方法。應用于安全穩(wěn)定監(jiān)測與控制系統(tǒng)中對電力 系統(tǒng)低頻振蕩擾動源的搜索和定位，以及針對振蕩源所采取的相關(guān)控制措施。
背景技術(shù)：
隨著我國“西電東送、南北互濟、大區(qū)聯(lián)網(wǎng)”電力建設(shè)方針的實施，全國各大區(qū)互聯(lián) 的局面基本形成。由于目前大區(qū)之間聯(lián)系相對比較薄弱，近年來國內(nèi)電網(wǎng)曾多次發(fā)生低頻 振蕩現(xiàn)象。低頻振蕩頻率較低，一般在0. 2 2. 5Hz范圍內(nèi)，當振蕩較嚴重時，系統(tǒng)不能維持 同步運行，由低頻振蕩造成的穩(wěn)定事故在國內(nèi)外均有發(fā)生，已引起有關(guān)方面的重視。采取有 效措施進行預防，發(fā)生低頻振蕩后立即檢測發(fā)現(xiàn)，并能迅速找到低頻振蕩擾動源所在位置， 有針對性的實施緊急控制來消除振蕩，防止事故擴大，是具有廣闊應用前景的研究方向。低頻振蕩可分為區(qū)間振蕩和局部振蕩兩種振蕩模式，前者表現(xiàn)為一個區(qū)域中的多 臺發(fā)電機與另一個區(qū)域中的多臺發(fā)電機之間的振蕩，此時兩個區(qū)域之間的聯(lián)絡(luò)線功率在不 停振蕩；后者表現(xiàn)為一臺發(fā)電機或一座電廠相對于系統(tǒng)中其他機組之間的振蕩，此時該機 組或電廠與系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)線功率在不停振蕩。分析電網(wǎng)實際運行中出現(xiàn)的多次低頻振蕩案例，并結(jié)合大量的仿真計算后，我們 發(fā)現(xiàn)多電壓等級大型電力系統(tǒng)低頻振蕩的發(fā)生發(fā)展過程具有從低電壓等級的電網(wǎng)開始， 并逐步傳播擴散到高電壓等級電網(wǎng)的時空特性，首先發(fā)生低頻振蕩的局部電網(wǎng)可視為引發(fā) 全系統(tǒng)低頻振蕩的振蕩擾動源，在振蕩過程中如果能夠迅速正確地找到振蕩擾動源，并采 取相應的控制措施，對平息全系統(tǒng)大范圍功率振蕩具有釜底抽薪，立竿見影的效果。而縱觀目前電力系統(tǒng)低頻振蕩監(jiān)控的研究領(lǐng)域，人們主要關(guān)注于低頻振蕩的檢測 方法，以及對振蕩特性進行分析的各類數(shù)值算法，而絕少提及振蕩擾動源的搜索與定位方 法及相關(guān)研究。這使得迄今為止，電網(wǎng)企業(yè)在低頻振蕩的檢測和振蕩特征的分析方面已具 備一系列行之有效的手段與工具，但低頻振蕩出現(xiàn)后采取的控制措施仍較多依賴于相關(guān)預 案以及電網(wǎng)調(diào)度運行人員的經(jīng)驗。針對這種現(xiàn)狀，本發(fā)明著重關(guān)注于振蕩擾動源的定位方 法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種利用電網(wǎng)廣域多點振蕩信息搜索定位振蕩擾動源的新方 法，尤其適用于大規(guī)模復雜電網(wǎng)，能夠在低頻振蕩發(fā)生早期，快速準確地定位擾動源，有利 于采取控制措施，以較小的代價快速平息振蕩。電力系統(tǒng)振蕩擾動源定位的方法，利用電網(wǎng)廣域多測量點的振蕩信息搜索定位振 蕩擾動源，采集多電壓等級電網(wǎng)中若干個測量點的電壓、電流、功率等物理量，并且符合以 下幾個條件條件一實時監(jiān)測各測量點是否發(fā)生低頻同步功率振蕩，并給出振蕩的幅值、主導振蕩模式頻率、主導振蕩模式阻尼、主導振蕩模式初始相位、振蕩起始時刻等關(guān)鍵信息；條件二 發(fā)生低頻同步功率振蕩的各測量點的主導振蕩模式的頻率兩兩之間滿 足I Afl < AFsrt，其中AFsrt通常設(shè)定范圍為W，0.2]Hz，并且，發(fā)生低頻振蕩的各測量點 的主導振蕩模式的阻尼比兩兩之間滿足I Adl < ADsrt，其中ADsrt通常設(shè)定范圍為
；條件三發(fā)生低頻同步功率振蕩的各測量點的振蕩起始時刻具有先后時序關(guān)系， 反映出低電壓等級電網(wǎng)測量點起振時刻早于高電壓等級電網(wǎng)測量點起振時刻的明確特征， 起振時刻最早的測量點與起振時刻最晚的測量點之間的時間差滿足I Atl > ATsrt，其中 Δ Tset通常設(shè)定范圍為
秒；條件四發(fā)生低頻同步功率振蕩的各測量點的主導振蕩模式的平均頻率fare滿足 條件fmin < fave < ，其中fmin與通常設(shè)定范圍為
Hz，起振時刻最早的測量 點的振蕩幅值P滿足條件P > Psrt，其中Psrt根據(jù)不同電網(wǎng)的實際情況進行整定；同時滿足上述條件一、條件二、條件三、條件四時，判定電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩，起 振時刻最早的測量點所在區(qū)域的局部電網(wǎng)為振蕩擾動源。由上確定若干個測量點的低頻振蕩主導模式，這些主導模式的頻率兩兩之間滿足 Af| < ΔFsrt，這些主導模式的阻尼兩兩之間滿足I Ad| < ADseto本發(fā)明首次將多電壓等級電網(wǎng)中不同測量點的振蕩信息進行綜合分析，引入各測 量點主導頻率識別與匹配的新方法，并依據(jù)大電網(wǎng)低頻振蕩發(fā)生發(fā)展的時空特性，利用多 測量點的起振時序以及振蕩幅度快速準確地找到振蕩擾動源。振蕩擾動源的起振時間早于 高電壓等級電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線路以及系統(tǒng)中其他各點的起振時間，并且振蕩源的主導振蕩頻率大 小、阻尼強弱與高電壓等級電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線路的基本一致。電力系統(tǒng)振蕩擾動源定位技術(shù)，選取多電壓等級電網(wǎng)中的若干個測量點，實時監(jiān) 測各點功率波動的幅值、主導振蕩頻率、阻尼等信息，利用上述特征，在電網(wǎng)發(fā)生振蕩的初 期迅速識別振蕩擾動源，這有利于盡早采取相應措施以平息振蕩，提高電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定水平， 防止事故進一步擴大。本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明所使用的廣域多測量點信息可全面的反映多電壓等級大規(guī)模電力系統(tǒng) 低頻振蕩的時空特性，能夠根據(jù)準確地判斷系統(tǒng)是否發(fā)生低頻振蕩，并有效防止因個別測 量點的紋波噪聲或壞數(shù)據(jù)而導致的誤判別；(2)本發(fā)明利用廣域多測量點主導模式識別和匹配技術(shù)可實時提供低頻振蕩的頻 率、阻尼、振幅等特征信息；(3)本發(fā)明利用廣域多測量點起振時序的追蹤技術(shù)反映出多電壓等級大規(guī)模電力 系統(tǒng)低頻振蕩發(fā)生發(fā)展的時空特性，能夠快速準確地定位振蕩擾動源，為實現(xiàn)低頻振蕩實 時控制功能提供了技術(shù)基礎(chǔ)，本發(fā)明綜合利用了電網(wǎng)多點廣域振蕩信息，在監(jiān)測全系統(tǒng)是 否發(fā)生振蕩的基礎(chǔ)上，進一步找到引發(fā)振蕩的擾動源，其思路清晰，實用性強。具有廣闊的 應用前景。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明專利進一步詳細說明。
圖1多電壓等級大規(guī)模電力系統(tǒng)低頻振蕩傳播特性小結(jié)圖2振蕩擾動源切除后電網(wǎng)振蕩迅速平息實例圖3本發(fā)明分析方法流程圖
具體實施例方式本發(fā)明所提供的判別方法如下(1)多測量點起振時刻判定原理介紹利用基于功率數(shù)據(jù)的振蕩波形識別技術(shù)確定測量點是否起振，并記錄相應的起振 時刻。(1. 1)振蕩的確認條件1.振蕩周期T滿足Jmin彡T彡Tmax，其中Tmin與Tmax通常設(shè)定范圍為
秒；2. Pmax-Pmin ≥Pset(1. 2)等幅、增幅、減幅振蕩的計數(shù)方法 dP, 1 權(quán)利要求
1.一種定位電力系統(tǒng)振蕩擾動源的方法，其特征是采集多電壓等級電網(wǎng)中若干個測量 點的電壓、電流、功率物理量，并且符合以下幾個條件條件一實時監(jiān)測各測量點是否發(fā)生低頻同步功率振蕩，并給出振蕩的幅值、主導振蕩 模式頻率、主導振蕩模式阻尼、主導振蕩模式初始相位、振蕩起始時刻信息；條件二 發(fā)生低頻振蕩的各測量點的主導振蕩模式的頻率兩兩之間滿足I Afl<AFset，并且，發(fā)生低頻振蕩的各測量點的主導振蕩模式的阻尼比兩兩之間滿足I Ad|<ADset ；條件三發(fā)生低頻振蕩的各測量點的振蕩起始時刻具有先后時序關(guān)系，反映出低電壓 等級電網(wǎng)測量點起振時刻早于高電壓等級電網(wǎng)測量點起振時刻的明確特征，起振時刻最早 的測量點與起振時刻最晚的測量點之間的時間差滿足I Atl > Δ Tset ；條件四發(fā)生低頻振蕩的各測量點的主導振蕩模式的平均頻率滿足條件fmin< f·<fmax，起振時刻最早的測量點的振蕩幅值P滿足條件P > Pset ；同時滿足上述條件一、條件二、條件三、條件四時，判定電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩，起振時 刻最早的測量點所在區(qū)域的局部電網(wǎng)為振蕩擾動源。
2.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)振蕩擾動源的定位方法，其特征在于監(jiān)測多電壓等 級電網(wǎng)中若干測量點是否發(fā)生低頻振蕩，并比較這些測量點的振蕩幅度、主導模式頻率、主 導模式阻尼，特別是起振時刻先后等信息，并利用電網(wǎng)低頻振蕩是由擾動源向全系統(tǒng)逐漸 傳播擴散的時空特性來判定振蕩擾動源的具體位置。
3.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)發(fā)生全系統(tǒng)低頻振蕩的判定方法，其特征在于確定若干 個測量點的低頻振蕩主導模式，這些主導模式的頻率兩兩之間滿足I Δ ·| < AFsrt，這些主 導模式的阻尼兩兩之間滿足I Δ(1| < ADseto
4.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)發(fā)生全系統(tǒng)低頻振蕩的判定方法，其特征在于AFsrt通常 范圍為
Ηζ，Δ Dsrt通常設(shè)定范圍為W，2% ] ； Δ Tsrt設(shè)定范圍為W. 4，10]秒；fmin與 fmax 設(shè)定范圍為
Hz0
全文摘要
定位電力系統(tǒng)振蕩擾動源的方法，采集多電壓等級電網(wǎng)中若干個測量點的電壓、電流、功率物理量；條件一實時監(jiān)測各測量點是否發(fā)生低頻同步功率振蕩，并給出振蕩的幅值、主導振蕩模式頻率、主導振蕩模式阻尼、主導振蕩模式初始相位、振蕩起始時刻信息；條件二發(fā)生低頻振蕩的各測量點的主導振蕩模式的頻率兩兩之間滿足|Δf|＜ΔFset；條件三發(fā)生低頻振蕩的各測量點的振蕩起始時刻具有先后時序關(guān)系，反映出低電壓等級電網(wǎng)測量點起振時刻早于高電壓等級電網(wǎng)測量點起振時刻的明確特征；條件四發(fā)生低頻振蕩的各測量點的主導振蕩模式的平均頻率fave滿足條件fmin＜fave＜fmax；同時滿足上述條件，判定電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩，起振時刻最早的區(qū)域的局部電網(wǎng)為振蕩擾動源。
文檔編號G01R31/08GK102122823SQ20111004390
公開日2011年7月13日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者任祖怡, 俞秋陽, 吳小辰, 吳琛, 孫光輝, 張丹, 李文云, 柳勇軍, 畢兆東, 白楊, 郭琦, 陳松林, 黃偉 申請人:云南電力調(diào)度中心, 南京南瑞繼保電氣有限公司, 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司