[發(fā)明專利]一種基于RMS的電力系統(tǒng)低頻振蕩監(jiān)測方法

在審

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• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112380500A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉春曉;李智勇;楊歡歡;尹奕堃;陳厚合;姜濤;張儒峰;李國慶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國南方電網(wǎng)有限責任公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李林娟

本發(fā)明公開了一種基于RMS的電力系統(tǒng)低頻振蕩監(jiān)測方法，所述方法包括：對RMS能量檢測的輸入信號進行預(yù)處理，將輸入信號的頻率限制在固定頻帶并計算均方根值RMS；獲取RMS能量檢測的閾值表達式，利用累積分布函數(shù)建立RMS能量檢測算法的理論閾值表達式；將基于統(tǒng)計理論獲得的分布參數(shù)應(yīng)用到閾值計算中，將計算出的閾值與正在運行的電力系統(tǒng)頻率的周期進行比較；當周期大于所設(shè)置閾值時，發(fā)出警報表明有危害電力系統(tǒng)穩(wěn)定的低頻振蕩發(fā)生，監(jiān)測人員隔離低頻振蕩保護變壓器和線路的安全。本發(fā)明可以針對各種應(yīng)用且可靠地計算閾值，使得算法在保持較低的誤報概率的同時對振蕩進行連續(xù)檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)低頻振蕩領(lǐng)域，尤其涉及一種基于RMS(均方根)的電力系統(tǒng)低頻振蕩監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

為了保證電力系統(tǒng)的可靠運行，必須有效的監(jiān)控和解決電網(wǎng)中的振蕩。電力系統(tǒng)中出現(xiàn)振蕩的原因是多種多樣的。在大型電力系統(tǒng)中，發(fā)電機組之間的區(qū)域間機電振蕩總是存在的，但是當阻尼差時會產(chǎn)生嚴重的后果。在某些情況下，通常由設(shè)備故障或誤操作引起的強迫振蕩也會威脅電力系統(tǒng)的可靠性。

在過去的幾年中，電力系統(tǒng)中的相量測量單元(PMU)提高了電網(wǎng)振蕩的可視化程度。進而關(guān)于檢測振蕩算法的研究也越來越多，旨在解決電網(wǎng)振蕩問題并提供實際應(yīng)用的支持，比如：基于譜相干的檢測算法，基于周期圖和多錐度頻譜估計算法，統(tǒng)計檢測理論算法等。這些研究的主要目的針對振蕩檢測算法的閾值范圍進行自動選擇，并且減少系統(tǒng)誤報的概率。雖然現(xiàn)有算法研究中已出現(xiàn)將閾值作為附加選項的方向，但是在閾值的選擇上仍無法避免基于廣泛的基層工作和經(jīng)驗來確定。

雖然現(xiàn)在已開發(fā)出許多振蕩檢測算法，但目前RMS能量振蕩檢測算法是電網(wǎng)公司廣泛使用的最新型檢測算法。然而，在實際應(yīng)用中，上述方法存在如下不足：

①目前由于無法獲得解析表達式，RMS能量檢測算法的閾值一般由基層研究和經(jīng)驗確定；

②基層研究非常密集，需要檢查每個輸入信號的大量歷史數(shù)據(jù)；

③產(chǎn)生的閾值主要基于工程判斷，在系統(tǒng)范圍內(nèi)需要協(xié)調(diào)的組織之間可能會有很大差異。

因此，研究振蕩檢測算法如何使閾值在保持較低的誤報概率的同時還能對振蕩進行連續(xù)檢測是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于RMS的電力系統(tǒng)低頻振蕩監(jiān)測方法，本發(fā)明通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計理論提高了需要協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)范圍振蕩的組織之間的一致性，還提出了使用同步相量測量來計算閾值，可以針對各種應(yīng)用且可靠地計算閾值，使得算法在保持較低的誤報概率的同時對振蕩進行連續(xù)檢測，詳見下文描述：

一種基于RMS的電力系統(tǒng)低頻振蕩監(jiān)測方法，所述方法包括：

對RMS能量檢測的輸入信號進行預(yù)處理，將輸入信號的頻率限制在固定頻帶并計算均方根值RMS；

獲取RMS能量檢測的閾值表達式，利用累積分布函數(shù)建立RMS能量檢測算法的理論閾值表達式；

將基于統(tǒng)計理論獲得的分布參數(shù)應(yīng)用到閾值計算中，將計算出的閾值與正在運行的電力系統(tǒng)頻率的周期進行比較；

當周期大于所設(shè)置閾值時，發(fā)出警報表明有危害電力系統(tǒng)穩(wěn)定的低頻振蕩發(fā)生，監(jiān)測人員隔離低頻振蕩保護變壓器和線路的安全。

其中，所述理論閾值表達式具體為：

γ′＝{t|F_HE(t)+P_FA-1＝0}

P_FA＝P(T′＞γ′)

＝1-P(T′≤γ′)

＝1-F_HE(γ′)