一種負阻尼低頻振蕩與強迫功率振蕩判別方法
2023-10-27 15:48:12 1
專利名稱：一種負阻尼低頻振蕩與強迫功率振蕩判別方法
技術領域：
本發明涉及電力系統調度自動化及電網的安全運行，更具體涉及判別電網低頻振蕩是屬於負阻尼低頻振蕩，還是屬於強迫功率振蕩。
背景技術：
電力系統在擾動下會發生電機轉子間的相對搖擺並在缺乏阻尼的情況下引起持續振蕩，振蕩頻率範圍在O. I 2. 5Hz，故稱為低頻振蕩。對於低頻振蕩產生的機理，理論上比較完善工程應用最多的是負阻尼理論，F. Demello等於1969年運用阻尼轉矩的概念對單機一無窮大系統中的低頻振蕩現象進行了機理研究，認為低頻振蕩產生的原因是由於高放大倍數的勵磁系統產生了負阻尼作用，抵消了系統固有的正阻尼，使得系統的總阻尼很小或為負，這樣一旦出現擾動，就會引起轉子增幅振蕩或振蕩不收斂。低頻振蕩較容易發生在負載較重的長條形系統中，除了勵磁系統對系統阻尼有較大影響外，系統的網架結構、運 行方式、負荷特性以及調速器參數對系統振蕩的阻尼均有較大的影響。強迫振蕩理論對一些實際發生功率振蕩有較好的解釋，越來越受到國內外專家學者的認同，該理論認為當系統受到外界持續周期性功率擾動的頻率接近系統功率振蕩的固有頻率時，會引起大幅度的功率振蕩。湯湧在電網技術2006，30 (10) :29-33發表的《電力系統強迫功率振蕩的基礎理論》；楊東俊等在電力系統自動化2009，33 (23) :24_28發表的《基於WAMS量測數據的低頻振蕩機理分析》;以及楊東俊等在電力系統自動化2011，35( 10)99-103發表的《同步發電機非同期併網引起電力系統強迫功率振蕩分析》等論文中，分別通過理論及電網實際案例分析，論證了對於強迫功率振蕩最有效的處理措施是迅速找到並切除擾動源。雖然，負阻尼低頻振蕩和強迫功率振蕩具有非常相似的表現形式，但是由於發生機理不同，採用的抑制措施也不相同。在調度運行中，對於負阻尼低頻振蕩主要採用各種增強系統阻尼的措施包括降低相關發電機組有功輸出，減小配出線路或系統間聯絡線的傳輸功率，提高發電機機端電壓，將電壓調節器退出運行，或降低放大倍數，投運PSS和各種類型的阻尼控制器等；對於抑制強迫功率振蕩的最直接有效的方法就是迅速找到並切除擾動源。因此，在振蕩發生時根據振蕩特徵迅速判斷振蕩機理，是快速抑制振蕩、防止振蕩擴散的關鍵技術和如提。目前，當電網中發生低頻振蕩時，尚無方法能夠對振蕩的機理做出及時、有效的判斷，往往依靠調度人員的經驗採取措施，難以快速、及時地抑制振蕩。楊東俊等在電力系統自動化2012，36 (2) :26_30發表的《基於參數辨識的強迫功率振蕩擾動源定位方法》論文中，提出了通過對振蕩數據的參數辨識求解能流方向因子的強迫功率振蕩的擾動源定位方法，主要的技術原理如下
對於單機無窮大系統，發電機採用二階經典模型，小擾動情況下線性化轉子運動方程
為
權利要求
1.一種負阻尼低頻振蕩與強迫功率振蕩判別方法，其特徵在於，該方法包含下列步驟 a、在有K臺發電機和M個負荷的交流互聯電網中，各發電機與電網連接支路及負荷與電網連接支路的兩端均裝設同步相量測量單元PMU ； b、當廣域測量系統監測到電網中振蕩的主導振蕩頻率 、有功功率振蕩幅度嗎、持續的周波數《均滿足低頻振蕩告警閾值時，立即發出低頻振蕩告警；C、廣域測量系統發出低頻振蕩告警後，以《個振蕩周波為一組，持續傳遞各發電機與電網連接支路及負荷與電網連接支路的有功功率頻率及主導振蕩頻率^的數據，其中m=l，2，3，…，M+N ；d、採用Prony方法對發電機與電網連接支路及負荷與電網連接支路中的第m條支路的有功功率、頻率Δ μ數據進行參數辨識，得到主導振蕩頻率at模式下，支路的功率幅值逆禮、起始節點頻率振蕩幅值、功率初相位、頻率振蕩初相位; e、將APwl2、、φ也代入下式求各發電機與電網連接支路及負荷與電網連接支路的能流方向因子 其中為基準角頻率，φ0 = 2-感,Λ為電網基準頻率；得到發電機與電網連接支路及負荷與電網連接支路中的第m條支路的能流方向因子4 ;以功率流出節點方向為正，取發電機與電網連接支路及負荷與電網連接支路中電網側PMU採集點的數據計算，當能流方向因子之0時，振蕩能量從電網流向發電機或負荷；f、設在發電機與電網連接支路及負荷與電網連接支路中共有t個支路能流方向因子小於O，ISd + F ,求出發電機與電網連接支路及負荷與電網連接支路中能流方向因子絕對值最大的支路e, bl表示支路e的能流方向因子絕對值，......為I，支路e的能流方向因子絕對值遠大於其它發電機與電網連接支路及負荷與電網連接支路s,s = i>2,......，ζ sb I表示支路s的能流方向因子絕對值，當1 ^ I時，振蕩機理為強迫功率振蕩，擾動源位於支路e連接的發電機或負荷；當各支路的能流方向因子絕對值基本相同時,振蕩機理為負阻尼低頻振蕩。
2.根據權利要求書I所述的一種負阻尼低頻振蕩與強迫功率振蕩判別方法，其特徵在於，設,當時，認為L>卜I ;當卜|<2。％|&|時，認為各支路的能流方向因子絕對值基本相同。
全文摘要
本發明公開了一種負阻尼低頻振蕩與強迫功率振蕩判別方法，涉及電力系統調度自動化及電網的安全運行。該方法是在電網中發生負阻尼低頻振蕩或強迫功率振蕩時，基於電網廣域測量系統(WAMS)採集的數據，計算各發電機和負荷支路的能流方向因子，判斷電網中是否存在明確的外部擾動源，如果存在明確的外部擾動源，則判斷低頻振蕩機理是強迫功率振蕩，如果沒有明確的外部擾動源，則判斷低頻振蕩機理是負阻尼低頻振蕩。本發明的優點是能夠在電網發生低頻振蕩時為電力調度部門及時採取相應措施快速抑制振蕩提供依據，且計算方法簡便易行，計算速度快，能夠適應電網實時判斷振蕩機理的要求，實用性強。
文檔編號G01R31/00GK102944798SQ20121049831
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者楊東俊, 許漢平, 胡婷, 黃家祺, 羅純堅 申請人:武漢華中電力電網技術有限公司, 國家電網公司