[發(fā)明專利]基于功率及頻率波動(dòng)相位的強(qiáng)迫擾動(dòng)源定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610240452.6
• 申請(qǐng)日: 2016-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN105738772A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣平;鄭斌青;馮雙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于功率及頻率波動(dòng)相位的強(qiáng)迫擾動(dòng)源定位方法。

背景技術(shù)

我國(guó)電力系統(tǒng)飛速發(fā)展，已初步形成“西電東送，南北互供，全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”的大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)的局面。在電網(wǎng)可靠性得到提高、資源配置優(yōu)化的同時(shí)，低頻振蕩問題也成為影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵問題。關(guān)于低頻振蕩的起因，除了傳統(tǒng)觀點(diǎn)上的系統(tǒng)存在負(fù)阻尼會(huì)引起低頻振蕩，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)持續(xù)性的周期小擾動(dòng)會(huì)引發(fā)系統(tǒng)的強(qiáng)迫振蕩，且當(dāng)振蕩頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等時(shí)，系統(tǒng)功率振蕩幅值達(dá)到最大。強(qiáng)迫振蕩具有明確的擾動(dòng)源，起振快，表現(xiàn)為持續(xù)的等幅振蕩，當(dāng)擾動(dòng)源切除后，振幅迅速衰減。因此，快速準(zhǔn)確的定位擾動(dòng)源是抑制強(qiáng)迫振蕩首先需要考慮的問題。

現(xiàn)有的擾動(dòng)源定位方法主要是基于能量函數(shù)來計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中振蕩能量，根據(jù)能量的轉(zhuǎn)換識(shí)別定位電網(wǎng)中強(qiáng)迫擾動(dòng)源。但是由于系統(tǒng)強(qiáng)迫振蕩過程中，獲取到的數(shù)據(jù)含有非擾動(dòng)源決定的分量以及異常量，這些可能會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生影響。而且，振蕩能量的計(jì)算較繁瑣，所需的時(shí)間較長(zhǎng)，增加了系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)分析的復(fù)雜程度。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種能夠降低了系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)分析的復(fù)雜性的基于功率及頻率波動(dòng)相位的強(qiáng)迫擾動(dòng)源定位方法。

技術(shù)方案：為達(dá)到此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的基于功率及頻率波動(dòng)相位的強(qiáng)迫擾動(dòng)源定位方法，包括以下步驟：

S1：根據(jù)廣域測(cè)量系統(tǒng)獲取的系統(tǒng)功率數(shù)據(jù)選取功率振蕩明顯的區(qū)域；

S2：對(duì)該區(qū)域內(nèi)的母線頻率以及支路功率數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

S3：通過TLS-ESPRIT算法計(jì)算出預(yù)處理后數(shù)據(jù)中各分量的頻率大小、衰減系數(shù)及阻尼比，從而提取出強(qiáng)迫振蕩的主導(dǎo)頻率，通過最小二乘法求取信號(hào)幅值和初始相位從而獲取相應(yīng)的波動(dòng)初始相位；

S4：計(jì)算出母線頻率波動(dòng)與所連接的支路功率波動(dòng)的相位差的絕對(duì)值，制定支路上振蕩能量流向的判據(jù)：如果兩者相位差的絕對(duì)值小于90度，那么相應(yīng)支路上振蕩能量的流向與有功功率一致；否則，振蕩能量的流向與有功功率相反；

S5：根據(jù)判據(jù)進(jìn)行擾動(dòng)源的定位：若與該母線相連的所有支路上的振蕩能量都流向母線，則擾動(dòng)源位于該母線上；否則，根據(jù)振蕩能量的流向，反向進(jìn)行擾動(dòng)源判別定位。

進(jìn)一步，所述步驟S1包括以下的步驟：

S1.1：確定預(yù)警闕值；

S1.2：電力系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)迫振蕩時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)闕值發(fā)出預(yù)警信號(hào)，并確定發(fā)生振蕩報(bào)警的區(qū)域，即功率振蕩明顯的區(qū)域。

進(jìn)一步，所述步驟S2中，對(duì)母線頻率以及支路功率數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括以下的步驟：

S2.1：實(shí)際采集一組數(shù)據(jù)a₁,a₂,...,a_i，計(jì)算出該組數(shù)據(jù)的平均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ；

S2.2：采用判別公式|a_i-μ|≥nσ識(shí)別出異常的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行剔除，n為3～10之間的整數(shù)；

S2.3：將異常數(shù)據(jù)作為丟失的數(shù)據(jù)處理，如果丟失數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)不多于10個(gè)，則采用線性的模型進(jìn)行填補(bǔ)，如果丟失數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)多于10個(gè)，則對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分段后進(jìn)行處理；

S2.4：剔出異常數(shù)據(jù)并進(jìn)行填補(bǔ)之后，形成一組新的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述步驟S4中的判據(jù)通過以下步驟得到：

S4.1：將節(jié)點(diǎn)j與發(fā)電機(jī)相連的支路L_ei,j的有功功率線性化后，可表示為：