[发明专利]关键线路低频振荡可视化监视

说明书

技术领域

本发明属于电力系统调度自动化技术领域，特别涉及电力系统低频振荡的分析和监视及可视化的表达。接收到PMU数据后对其进行分析计算，用快速算法分析计算，监测是否存在低频振荡，如有低频振荡，则在地理接线图或单线图上用可视化方式予以表达。

背景技术

随着互联电力系统的规模日益增大，系统互联引发的低频振荡问题已成为危及电网安全运行、制约电网传输能力的最主要因素之一。电力系统出现的振荡按所涉及的范围和振荡频率的大小大致分为两种类型：局部模态(Local Modes)和区域间模态(Inter-area Modes)。局部振荡模态是指系统中某一台或一组发电机与系统内的其余机组的失步。由于发电机转子的惯性时间常数相对较小，因此这种振荡的频率相对较高，通常在1～2.5Hz之间。区域间振荡模态是指系统中某一个区域内的多台发电机与另一区域内的多台发电机之间的失步。由于各区域的等值发电机的惯性时间常数比较大，因此这种振荡模态的振荡频率较低，通常在0.1～0.7Hz之间。

电力系统的低频振荡在国内外均有发生，当系统中的发电机经输电线并联运行时，不可避免的扰动会使各发电机的转子相对摇摆，若系统阻尼不足就会引起持续振荡。基于发电机转子的惯性时间常数较大，故振荡频率较低，这就是低频振荡的来源。低频振荡(又称功率振荡或机电振荡)常发生在长距离、重负荷输电线上，特别是在采用快速高放大倍数的励磁系统中更容易出现功率振荡。系统发生低频振荡以后会产生两种结果：一是振荡的幅值持续增长，使系统的稳定遭到破坏，甚至引起系统解列；二是振荡的幅值逐步减小，或通过恰当的措施平息振荡。

发明内容

由于PRONY方法在线分析数据监测低频振荡，涉及到矩阵计算，所以速度上就不能适应WAMS系统快速的数据传递要求。可视化系统和WAMS系统相连，主要是在有低频振荡时，能及时给调度人员提供一个警示，对频率成分的分析可以粗略一些。所以需要用一种既简便又不至于漏掉低频振荡现象的监测方法。

由于我们关注的是低频部分分量，所以利用采样定理和滤波的思想，工频是50Hz，而低频振荡的频率小于3Hz，所以我们选择采样频率为10Hz，即0.1秒采样一个点，保证在有低频振荡时一个周期内至少能采集到3至4个点。假设在此频率下采样了n个点。按以下几步进行分析：

步骤1：首先滤除掉这n个点中的正常工频值，方法是每个采样点值减去这n个点的均值，从新得到一个n个点的序列。

步骤2：求取这新序列含有多少个拐点，记为num，第一个和最后一个拐点所在的序列号，分别记为n_first和n_last，每个拐点处的序列值分别记为v1……vnum。

(1)按下式计算这n个点组成序列的周期：

period_line＝(float)n*(num-1)/2.0/(n_last-n_first)

(2)采样这n个点所用时间为：

seconds＝n×0.1

(3)序列中数据的频率为：

f＝period_line/seconds

(4)其幅值为各拐点处序列值的绝对值的平均值，即：

A=Σi=1num|vi|num]]>

(5)根据低频振荡要监测的频率、幅值閥值进行低频振荡与否的判断。

附图说明

图1单线图上低频振荡监视示意图

图2低频振荡局部放大示意图

图3WAMS与可视化系统的硬件连接示意图

具体实施方式(步骤)

概况而言，本发明依次含有以下步骤：

(1)初始化：将可视化系统与WAMS系统连接；

(2)通过数据网络实现PMU数据的采集和传递；

(3)通过快速算法对其进行分析，检测是否含有低频振荡的成分；

(4)对出现低频振荡的线路做可视化表达。

实际应用效果：

本发明的在四川省电网做了实验，所做的结果如图1所示。可以看出它能检测出系统的低频振荡，并能及时推出告警图像，并予以表达。