基於直線法判斷負阻尼振蕩與強迫振蕩的系統和方法
2023-09-19 18:05:10
專利名稱：基於直線法判斷負阻尼振蕩與強迫振蕩的系統和方法
技術領域：
本發明屬於電力系統領域，具體涉及一種基於直線法判斷負阻尼振蕩與強迫振蕩的系統和方法。
背景技術：
隨著電力工業市場化進程的深入，電力系統越來越趨於極限運行，低頻振蕩問題是國內外電網共同面對的技術難題。低頻振蕩頻率低，振蕩範圍廣，振蕩持續時間長，對電網安全穩定造成了巨大威脅。產生低頻振蕩的原因主要有兩種，一種是負阻尼低頻振蕩，負阻尼振蕩是逐漸增幅過程，若沒有人為幹預，將持續保持增幅振蕩，振蕩的幅度越來越大，直到系統切機或失穩；另一種是強迫共振型的低頻振蕩，當擾動頻率與系統自然振蕩頻率相同或接近時，產生共振，振蕩振幅主要與擾動的幅度及系統阻尼水平有關，振蕩過程中擾動源一直存在。強迫振蕩引起的低頻振蕩與負阻尼低頻振蕩的相似點為(I)振蕩的起始階段都表現為增幅振蕩；(2)增幅振蕩都可能發展為等幅振蕩。這使得如何正確、快速識別它們成為必須解決而又難於解決的問題。兩種機理振蕩的起因不同，需要採取的應對措施也不同，因此有效地判別負阻尼振蕩和強迫振蕩對快速應對低頻振蕩問題有重要意義。但由於兩種振蕩的表現形式很相似，目前尚未發現有能有效判別負阻尼振蕩和強迫振蕩方法的報導。
發明內容
為克服上述缺陷，本發明提供了一種基於直線法判斷負阻尼振蕩與強迫振蕩的系統和方法，適合用以連續監控電力系統中的低頻振蕩現象；當電力系統中發生低頻振蕩時可以根據功率曲線快速準確找出功率峰值序列，構建直線方程，比較直線方程時間段內各點的功率測量值與直線上對應數值的關係來辨別振蕩性質。為實現上述目的，本發明提供一種基於直線法判斷負阻尼振蕩與強迫振蕩的系統，其改進之處在於，所述系統包括依次連接的功率峰值計算啟動模塊、功率峰值提取單元、轉存單元、有效性確認單元、直線方程構建單元、中間計算單元和振蕩類型判定單元。本發明提供的優選技術方案中，所述功率峰值計算啟動模塊包括電流突變量動作檢測組件和接收其控制信號的定時計數器。本發明提供的第二優選技術方案中，所述轉存單元設置有存儲功率峰值及相應的時刻的功率峰值序列。本發明提供的第三優選技術方案中，提供一種基於直線法判斷負阻尼振蕩與強迫振蕩的方法，其改進之處在於，所述方法包括如下步驟(I).啟動功率峰值計算；(2).提取功率峰值；(3).將提取的功率峰值及相應的時刻轉存在功率峰值序列中；(4).確認功率峰值的有效性；
(5).構建並計算直線方程；(6).根據直線方程的計算結果對振蕩類型進行判定。本發明提供的第四優選技術方案中，在所述步驟I中，利用所述電流突變量動作檢測組件對電流突變量進行檢測，若檢測出電流突變量，則向所述定時計數器發出控制命令，在設定時間段內檢測擾動源。
本發明提供的第五優選技術方案中，所述電流突變量動作檢測組件依式(I)對電流突變量進行檢測Il (in-in-N) |-| (in-N-in-2N) Il ≥⑴其中，i為實時電流採樣值；n為採樣點序號#為數據採樣周期；Idsrt為電流突變量啟動設定值。本發明提供的第六優選技術方案中，在所述步驟2中，所述功率峰值提取單元根據式(2)對功率峰值進行提取
權利要求
1.一種基於直線法判斷負阻尼振蕩與強迫振蕩的系統，其特徵在於，所述系統包括依次連接的功率峰值計算啟動模塊、功率峰值提取單元、轉存單元、有效性確認單元、直線方程構建單元、中間計算單元和振蕩類型判定單元。
2.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述功率峰值計算啟動模塊包括電流突變量動作檢測組件和接收其控制信號的定時計數器。
3.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述轉存單元設置有存儲功率峰值及相應的時刻的功率峰值序列。
4.根據1-3項權利要求任一項所述系統的基於直線法判斷負阻尼振蕩與強迫振蕩的方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟 (1).啟動功率峰值計算； (2).提取功率峰值； (3).將提取的功率峰值及相應的時刻轉存在功率峰值序列中； (4).確認功率峰值的有效性； (5).構建並計算直線方程； (6).根據直線方程的計算結果對振蕩類型進行判定。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在所述步驟I中，利用所述電流突變量動作檢測組件對電流突變量進行檢測，若檢測出電流突變量，則向所述定時計數器發出控制命令，在設定時間段內檢測擾動源。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述電流突變量動作檢測組件依式(I)對電流突變量進行檢測Il (H-N) H (in-N_in-2N) Il ≥ Idset ⑴ 其中，i為實時電流採樣值；n為採樣點序號；N為數據採樣周期；Idsrt為電流突變量啟動設定值。
7.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在所述步驟2中，所述功率峰值提取單元根據式(2)對功率峰值進行提取
8.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在所述步驟3中，所述轉存單元根據式(3)將提取的功率峰值及相應的時刻轉存在功率峰值序列中；
9.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在所述步驟4中，根據式(4)確認功率峰值的有效性；Pj (k) -Pj (k-1)≤ O Tj GO-Tj(H)≤0.4 (4)Tj(k) -Tj(k-1) ( 20。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，當功率峰值不能滿足式(4)的條件時，返回(2)式提取功率峰值。
11.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在所述步驟5中，提取出7個有效功率峰值，用功率峰值的第一點和第六點構建直線方程F (t)
12.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在所述步驟6中，根據G[t(k)]的計算結果來判斷低頻振蕩的類型，令G[L(7)]等於Z，(a)·統計 G [Tj (2) ]，G [Tj (3) ]，G [Tj (4) ]，G [Tj (5)]中小於 O 的個數為 R，當 R 彡 3 且 Z> O時判定為強迫振湯；(b)·統計 G [Tj (2) ]，G [Tj (3) ]，G [Tj (4) ]，G [Tj (5)]中數值大於 O 的個數為 Q，當 Q 彡 3日Z<0判定為負阻尼振蕩。
全文摘要
本發明提供了一種基於直線法判斷負阻尼振蕩與強迫振蕩的系統和方法，通過PMU或WAMS的數據，選取一個與電力系統穩定關係密切的機電量，在初始十幾個周波內快速識別出某個低頻振蕩是由於系統缺乏阻尼而導致的負阻尼低頻振蕩、還是由於系統中存在強迫擾動源引發的強迫振蕩，以便快速採取抑制低頻振蕩的措施。
文檔編號G01R31/00GK102914712SQ20121039741
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月18日 優先權日2012年10月18日
發明者劉增煌, 賈文雙, 李瑩, 李文鋒, 陶向宇, 王官宏, 何鳳軍, 朱方 申請人:中國電力科學研究院, 國家電網公司