[发明专利]基于端口供给能量的电力系统振荡源定位方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统小干扰稳定性分析与控制技术领域，尤其涉及一种低频振荡在线分析与控制技术。

背景技术

在现代大型互联电力系统中，低频振荡因其可能引发大幅度的联络线功率振荡而成为了互联区域电网功率传输能力的最大制约因素。随着互联电网的规模不断增大，低频振荡问题的难度也日益增加：电网模型更加复杂，规模更加庞大，模型参数更难获取，运行方式也更加多变。这些困难使得传统基于负阻尼机理设计阻尼控制器的方式在应对大规模互联电网的低频振荡时更加捉襟见肘。此外，对于近来出现的由外部周期性干扰引发的强迫振荡，进行及时的干扰源定位并消除才是平息振荡的关键。因此，有别于基于电网详细模型的离线预防控制，本发明提出一种基于在线量测信号进行振荡源定位的方法，为低频振荡的在线监视、分析与控制提供基础。

近年来出现了多起难以用传统负阻尼机理解释的功率振荡事故，使得研究者开始了对强迫振荡机理的关注。强迫振荡机理认为，如果存在系统固有频率接近的外部周期性干扰，就可能发生大幅的功率振荡。相关文献讨论了强迫振荡的基础理论和振荡特征，指出此类振荡具有失去扰动源后迅速衰减的特点。显然，对此类机理的振荡的分析和控制，在线、及时的扰动源的定位是关键。

而在传统的基于负阻尼机理的振荡研究中，试图寻找对所关注模式影响最大的状态变量、控制参数的研究已经颇为普遍，如可观可控性、特征根灵敏度等。这些研究的本质目的是寻找对振荡模式阻尼削弱最严重的状态变量或其所在位置，作为施加控制的最佳地点。实际系统中也已出现过调速器参数的异常导致系统负阻尼进而引起联络线功率振荡的情形，所以在负阻尼振荡中，振荡源定位也是具有重要意义。

综上，振荡源定位的定义是：根据在线振荡现象的量测，有效获得引发强迫振荡的外部干扰所在地点，或者找到对负阻尼振荡中削弱模式阻尼最严重的位置。

根据此定义，对电力系统振荡源定位问题进行数学建模。建模的范围是包括发电机模型的电力网络，而对发电机上的各类控制设备如调速、励磁等，都当做是外部系统，认为是潜在的振荡源。对此模型用微分方程描述：

x·=f(x)+g(x)u---(1)]]>

其中，是描述发电机动态的状态变量向量；u是输入控制向量，可以是与无关的外部干扰，也可以是与相关的由调速或励磁决定的控制动态；f(x)和g(x)是适定维数的光滑向量函数。我们认为齐次方程

x·=f(x)---(2)]]>

本身是稳定的，振荡源定位问题就是从式(1)的u中找出使得式(2)代表的动态系统发生振荡的u_i，其中下标i指明了振荡源所在的地点信息。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于端口供给能量的电力系统振荡源定位方法，用于确定电力系统的扰动源。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种基于端口供给能量的电力系统振荡源定位方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：初始化各发电机机械阻尼D_i；其中，i＝1，2，...，n，n为发电机的个数；