[发明专利]一种电力系统类噪声信号的低频振荡模式分层检测方法

说明书

本发明是将传统低频振荡集中运算方式改进成分布式运算方式，提出的一种电力系统类噪声信号的低频振荡模式分层检测方法，即将低频震荡监测功能布置在变电站层和调度中心层。变电站层利用本站的PMU数据进行局部的低频震荡检测和频谱估计，调度中心层根据变电站层发送的低频震荡结果数据进行综合估计。为了在调度中心层实现对变电站层低频震荡检测结果合成,首先对全系统所有PMU数据进行辨识，然后采用最小二乘支持向量机（LSSVM）与变电站层的低频振荡检测结果进行拟合，最后可以仅根据变电站上传的低频振荡结果对全系统进行快速综合判断，确定整个系统的区间振荡模式和本地振荡模式。

技术领域

提出一种检测低频振荡模式的分层检测新方法，来克服以往方法需要将全部PMU数据集中采集后才能够进行低频振荡检测，降低通讯量、提高计算速度。

背景技术

电网大范围远距离互联后系统中容易产生低频振荡现象。尽管一般网架结构系统中发电机转子绕组提供的电磁阻尼转矩非常大，然而区域大电网之间的弱互联可能会大幅度降低不同区域发电机间的电磁阻尼，从而引发低频振荡现象；另外，随着系统规模不断增大，结构愈发复杂，运行愈来愈接近临界点，使得电力系统振荡失稳问题变得越来越紧迫与显著。近年来，国内外均发生过不同程度的低频振荡现象，对系统的安全稳定运行造成了不良影响。

目前通过广域量测系统(Wide Area Measurement System)能够得到实时的电力系统各节点的同步相角测量数据，包括电压幅值和相角、电流幅值和相角、频率、频率变化等。利用这些数据进行电力系统动态过程的描述，形成系统状态方程，从而可以分析系统内存在的振荡模式，振荡的频率和阻尼比。目前装设PMU设备的变电站越来越多，需要大量的通讯带宽保证实时输送到控制中心。并且控制中心集中对所有PMU数据进行分析的计算量大，速度受到影响。

发明内容

为克服现有方法的一些不足，提出一种分层的检测电力系统低频振荡模式的新方法。即将低频震荡监测功能布置在变电站层和调度中心层。变电站层利用本站的PMU数据进行局部的低频震荡检测和频谱估计，调度中心层根据变电站层发送的低频震荡结果数据进行综合估计。为了在调度中心层实现对变电站层低频震荡检测结果合成,首先对全系统所有PMU数据进行辨识，然后采用最小二乘支持向量机(LSSVM)与变电站层的低频振荡检测结果进行拟合，最后可以仅根据变电站上传的低频振荡结果对全系统进行快速综合判断，确定整个系统的区间振荡模式和本地振荡模式。

本发明具体是采用如下技术方案：

一种电力系统类噪声信号的低频振荡模式分层检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，利用变电站站内的PMU采集数据，以及估计相邻变电站的电压幅值和相角参数进行局部的低频振荡检测；具体为运用均匀传输线和线路集中参数估计相邻变电站的电压幅值和相角，以及采用频域分解法计算局部振荡频率和阻尼比，具体是基于长距离输电线采用均匀传输线模型和以下定义：变电站采集自身的节点状态信息，包括节点电压幅值和节点电压相角；利用联络线的参数(阻抗、导纳)可以计算与该变电站相连的相邻变电站的电压向量参数；定义本地母线电压U_M,线路电流I_M，L₀、C₀、R₀、G₀分别为输电线路单位长度的单相电感、电容、导线电阻、导线对地泄漏电导，ω为系统角频率；计算相邻变电站母线电压U_N、电流I_N的方程为

长距离输电线采用均匀传输线模型

其中传播系数γ和特征阻抗Z_c分别为：

当线路长度小于100km时，可采用集中参数估计相邻变电站的母线电压