阻尼比。
[0073] 由于互聯(lián)大電網(wǎng)中，牽引負(fù)荷的擾動(dòng)相對(duì)較小，當(dāng)觀測(cè)機(jī)組電氣距離離牽引負(fù)荷 較遠(yuǎn)時(shí)，不足以激發(fā)起系統(tǒng)明顯的小振蕩，如圖6所示，但是在觀測(cè)機(jī)組有功功率類噪聲信 號(hào)中富含了系統(tǒng)振蕩信息，可以從類噪聲的響應(yīng)信號(hào)中通過ARMA方法在線辨識(shí)系統(tǒng)振蕩 信息。當(dāng)只是引起一些類噪聲的擾動(dòng)時(shí)，牽引負(fù)荷周圍機(jī)組的WAMS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)難以觀測(cè)到明 顯的振蕩，Prony方法難以在線獲取系統(tǒng)模式信息。由于實(shí)時(shí)系統(tǒng)中牽引負(fù)荷一般不會(huì)安 裝PMU，只有SCADA數(shù)據(jù)。當(dāng)牽引負(fù)荷的SCADA在線數(shù)據(jù)觀測(cè)到有波動(dòng)時(shí)，可利用ARMA方法 分析負(fù)荷沖擊時(shí)刻WAMS系統(tǒng)觀測(cè)的類噪聲信息，從而在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模式的頻率與阻尼比。
[0074]當(dāng)牽引負(fù)荷的擾動(dòng)較小，不足以激發(fā)起系統(tǒng)的振蕩，只是引起一些類噪聲的擾動(dòng) 時(shí)，此時(shí)利用式（1)可能觀測(cè)不到相對(duì)功角的較大波動(dòng)。為了充分利用牽引負(fù)荷的擾動(dòng)，可 利用SCADA系統(tǒng)監(jiān)測(cè)牽引負(fù)荷的波動(dòng)。當(dāng)牽引負(fù)荷的SCADA在線數(shù)據(jù)有波動(dòng)時(shí)，利用ARMA 方法分析WAMS系統(tǒng)觀測(cè)的類噪聲波動(dòng)。將電力系統(tǒng)中存在的各種隨機(jī)擾動(dòng)看成是白噪聲， 采用ARMA模型對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的時(shí)間序列進(jìn)行建模
[0076] 式中，yt是系統(tǒng)響應(yīng)的時(shí)間序列在t時(shí)刻的元素，a t是白噪聲序列在t時(shí)刻的元 素，n、m為模型的階數(shù)，奶(/_=1,2,…，《)、0 j(j = 1，2,…，m)為模型參數(shù)。由式⑶可知， 系統(tǒng)響應(yīng)不僅與當(dāng)前時(shí)刻的隨機(jī)擾動(dòng)有關(guān)，且與過去時(shí)刻的系統(tǒng)響應(yīng)和隨機(jī)擾動(dòng)有關(guān)。
[0077] 根據(jù)下述矩陣方程：
[0079] 求解系數(shù)的(/_ = 1,2,??',/：/)，其中Rk為時(shí)間序列{yt}的自協(xié)方差函數(shù)，
[0080] 對(duì)應(yīng)輸入時(shí)間序列{yt}的特征方程為
[0082] 由式（10)即可求得系統(tǒng)的特征很A 其共軛A/，進(jìn)一步根據(jù)式即可求得振蕩模 式的頻率及阻尼比，如式（11)所示。
[0084] 基于SCADA系統(tǒng)與WAMS系統(tǒng)中牽引負(fù)荷的擾動(dòng)信息，利用ARM方法獲取模式信 息，從而在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模式的頻率與阻尼比。
[0085] 前述步驟5中，響應(yīng)于系統(tǒng)實(shí)時(shí)模式阻尼比低于給定閾值時(shí)，分級(jí)別發(fā)出告警信 息，其具體實(shí)現(xiàn)包括：
[0086] 根據(jù)《國家電網(wǎng)安全穩(wěn)定計(jì)算技術(shù)規(guī)范Q/GDW404-2010》的要求，當(dāng)系統(tǒng)阻尼比低 于給定閾值時(shí)，分級(jí)別發(fā)出告警信息：當(dāng)模式阻尼比小于3%時(shí)，給出紅色預(yù)警；當(dāng)模式阻 尼比大于3%，小于等于5%時(shí)，給出黃色預(yù)警。
[0087] 根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，還提出一種基于牽引負(fù)荷沖擊響應(yīng)的系統(tǒng)阻尼在線監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)，該裝置包括：
[0088] 用于獲取電網(wǎng)實(shí)際主要區(qū)間振蕩模式和各模式強(qiáng)相關(guān)機(jī)組信息的模塊；
[0089] 用于根據(jù)電網(wǎng)中牽引負(fù)荷的地理分布和電網(wǎng)區(qū)間振蕩模式區(qū)域劃分，選擇與牽引 負(fù)荷電氣距離較近且是主要區(qū)間模式強(qiáng)相關(guān)機(jī)組的機(jī)組作為監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的的模塊；
[0090] 用于基于監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)量測(cè)，對(duì)于牽引負(fù)荷沖擊下可觀測(cè)到明顯振蕩響應(yīng)的機(jī) 組，采用Prony方法在線辨識(shí)系統(tǒng)區(qū)間振蕩頻率和阻尼比信息的模塊；
[0091] 用于對(duì)于牽引負(fù)荷沖擊下未觀測(cè)到明顯振蕩的機(jī)組，采用ARMA方法分析機(jī)組有 功功率類噪聲信號(hào)獲得實(shí)時(shí)振蕩頻率和阻尼信息的模塊；以及
[0092] 用于響應(yīng)于系統(tǒng)實(shí)時(shí)模式阻尼比低于給定閾值時(shí)，分級(jí)別發(fā)出告警信息的模塊。
[0093] 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技 術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾。因 此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于牽引負(fù)荷沖擊響應(yīng)的系統(tǒng)阻尼在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，該方法包括以 下步驟： 步驟1、獲取電網(wǎng)實(shí)際主要區(qū)間振蕩模式和各模式強(qiáng)相關(guān)機(jī)組信息； 步驟2、根據(jù)電網(wǎng)中牽引負(fù)荷的地理分布和電網(wǎng)區(qū)間振蕩模式區(qū)域劃分，選擇與牽引負(fù) 荷電氣距離較近且是主要區(qū)間模式強(qiáng)相關(guān)機(jī)組的機(jī)組作為監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)； 步驟3、基于監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)量測(cè)，對(duì)于牽引負(fù)荷沖擊下可觀測(cè)到明顯振蕩響應(yīng)的機(jī)組， 采用Prony方法在線辨識(shí)系統(tǒng)區(qū)間振蕩頻率和阻尼比信息； 步驟4、對(duì)于牽引負(fù)荷沖擊下未觀測(cè)到明顯振蕩的機(jī)組，采用ARMA方法分析機(jī)組有功 功率類噪聲信號(hào)獲得實(shí)時(shí)振蕩頻率和阻尼信息； 步驟5、響應(yīng)于系統(tǒng)實(shí)時(shí)模式阻尼比低于給定閾值時(shí)，分級(jí)別發(fā)出告警信息。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于牽引負(fù)荷沖擊響應(yīng)的系統(tǒng)阻尼在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在 于，前述步驟1獲取電網(wǎng)實(shí)際主要區(qū)間振蕩模式和各模式強(qiáng)相關(guān)機(jī)組信息，具體實(shí)現(xiàn)包括： 基于系統(tǒng)實(shí)時(shí)潮流斷面進(jìn)行模態(tài)分析，并結(jié)合電網(wǎng)歷史功率振蕩數(shù)據(jù)，獲得電網(wǎng)存在 的主要區(qū)間振蕩模式和強(qiáng)相關(guān)機(jī)組信息。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于牽引負(fù)荷沖擊響應(yīng)的系統(tǒng)阻尼在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在 于，前述步驟2根據(jù)電網(wǎng)中牽引負(fù)荷的地理分布和電網(wǎng)區(qū)間振蕩模式區(qū)域劃分，選擇與牽 引負(fù)荷電氣距離較近且是主要區(qū)間模式強(qiáng)相關(guān)機(jī)組的機(jī)組作為監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，具體包括： 根據(jù)電網(wǎng)中牽引負(fù)荷的實(shí)際地理位置分布和電網(wǎng)區(qū)間振蕩模式區(qū)域劃分，通過牽引負(fù) 荷沖擊注入電網(wǎng)仿真分析，獲得各牽引負(fù)荷沖擊所能激發(fā)周邊機(jī)組的電磁功率振蕩情況， 選擇同時(shí)滿足下述條件的機(jī)組作為監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)：1)用于激發(fā)機(jī)組功率振蕩的牽引負(fù)荷選擇， 盡量滿足電網(wǎng)主要區(qū)間振蕩模式都能被激發(fā)；2)距離牽引負(fù)荷電氣距離較近的機(jī)組，牽引 負(fù)荷突變能夠引發(fā)監(jiān)測(cè)機(jī)組電磁功率的較大突變；3)監(jiān)測(cè)機(jī)組是電網(wǎng)主要區(qū)間振蕩模式 的強(qiáng)相關(guān)機(jī)組，即易于激發(fā)區(qū)間模式振蕩，機(jī)組振蕩信息又易于觀測(cè)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于牽引負(fù)荷沖擊響應(yīng)的系統(tǒng)阻尼在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在 于，前述步驟3,基于監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)量測(cè)，對(duì)于牽引負(fù)荷沖擊下可觀測(cè)到明顯振蕩響應(yīng)的機(jī) 組，采用Prony方法在線辨識(shí)系統(tǒng)區(qū)間振蕩頻率和阻尼比信息，其具體實(shí)現(xiàn)包括： 通過觀測(cè)節(jié)點(diǎn)機(jī)組的WAMS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)組電磁功率的振蕩，采用Prony方法在線獲 取區(qū)間振蕩模式信息，即系統(tǒng)振蕩的頻率與阻尼比。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基于牽引負(fù)荷沖擊響應(yīng)的系統(tǒng)阻尼在線監(jiān)測(cè)方法，其特 征在于，前述步驟4,對(duì)于牽引負(fù)荷沖擊下未觀測(cè)到明顯振蕩的機(jī)組，采用ARMA方法分析機(jī) 組有功功率類噪聲信號(hào)獲得實(shí)時(shí)振蕩頻率和阻尼信息，其具體實(shí)現(xiàn)包括： 當(dāng)牽引負(fù)荷沖擊下未觀測(cè)到明顯振蕩的機(jī)組時(shí)，在牽引負(fù)荷的SCADA在線數(shù)據(jù)觀測(cè)到 有波動(dòng)的情況下，利用ARMA方法分析WAMS系統(tǒng)觀測(cè)到的類噪聲信號(hào)，從而在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模 式的頻率與阻尼比。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于牽引負(fù)荷沖擊響應(yīng)的系統(tǒng)阻尼在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在 于，前述步驟5中，響應(yīng)于系統(tǒng)實(shí)時(shí)模式阻尼比低于給定閾值時(shí)，分級(jí)別發(fā)出告警信息，其 具體實(shí)現(xiàn)包括： 當(dāng)系統(tǒng)阻尼比低于給定閾值時(shí)，分級(jí)別發(fā)出告警信息：當(dāng)模式阻尼比小于3%時(shí)，給出 紅色預(yù)警；當(dāng)模式阻尼比大于3%，小于等于5%時(shí)，給出黃色預(yù)警。7. -種基于牽引負(fù)荷沖擊響應(yīng)的系統(tǒng)阻尼在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該裝置包括： 用于獲取電網(wǎng)實(shí)際主要區(qū)間振蕩模式和各模式強(qiáng)相關(guān)機(jī)組信息的模塊； 用于根據(jù)電網(wǎng)中牽引負(fù)荷的地理分布和電網(wǎng)區(qū)間振蕩模式區(qū)域劃分，選擇與牽引負(fù)荷 電氣距離較近且是主要區(qū)間模式強(qiáng)相關(guān)機(jī)組的機(jī)組作為監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的的模塊； 用于基于監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)量測(cè)，對(duì)于牽引負(fù)荷沖擊下可觀測(cè)到明顯振蕩響應(yīng)的機(jī)組，采 用Prony方法在線辨識(shí)系統(tǒng)區(qū)間振蕩頻率和阻尼比信息的模塊； 用于對(duì)于牽引負(fù)荷沖擊下未觀測(cè)到明顯振蕩的機(jī)組，采用ARMA方法分析機(jī)組有功功 率類噪聲信號(hào)獲得實(shí)時(shí)振蕩頻率和阻尼信息的模塊；以及 用于響應(yīng)于系統(tǒng)實(shí)時(shí)模式阻尼比低于給定閾值時(shí)，分級(jí)別發(fā)出告警信息的模塊。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于牽引負(fù)荷沖擊響應(yīng)的系統(tǒng)阻尼在線監(jiān)測(cè)方法，包括：步驟1、獲取電網(wǎng)實(shí)際主要區(qū)間振蕩模式和各模式強(qiáng)相關(guān)機(jī)組信息；步驟2、根據(jù)電網(wǎng)中牽引負(fù)荷的地理分布和電網(wǎng)區(qū)間振蕩模式區(qū)域劃分，選擇與牽引負(fù)荷電氣距離較近且是主要區(qū)間模式強(qiáng)相關(guān)機(jī)組的機(jī)組作為監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)；步驟3、基于監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)量測(cè)，對(duì)于牽引負(fù)荷沖擊下可觀測(cè)到明顯振蕩響應(yīng)的機(jī)組，采用Prony方法在線辨識(shí)系統(tǒng)區(qū)間振蕩頻率和阻尼比信息；步驟4、對(duì)于牽引負(fù)荷沖擊下未觀測(cè)到明顯振蕩的機(jī)組，采用ARMA方法分析機(jī)組有功功率類噪聲信號(hào)獲得實(shí)時(shí)振蕩頻率和阻尼信息；步驟5、響應(yīng)于系統(tǒng)實(shí)時(shí)模式阻尼比低于給定閾值時(shí)，分級(jí)別發(fā)出告警信息。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號(hào)】CN104931838
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510378995
【發(fā)明人】余一平, 鞠平, 張毅明, 孫建華, 陳軍, 熊浩清, 金宇清, 孫冉, 周冰, 張慶文, 李俊周, 張 浩, 王成慶, 劉曉波, 劉詠飛, 李洪宇, 沈賦
【申請(qǐng)人】河海大學(xué), 國網(wǎng)河南省電力公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日