[发明专利]基于功率及频率波动相位的强迫扰动源定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统运行与控制技术领域，特别是涉及基于功率及频率波动相位的强迫扰动源定位方法。

背景技术

我国电力系统飞速发展，已初步形成“西电东送，南北互供，全国联网”的大区电网互联的局面。在电网可靠性得到提高、资源配置优化的同时，低频振荡问题也成为影响电力系统安全稳定运行的关键问题。关于低频振荡的起因，除了传统观点上的系统存在负阻尼会引起低频振荡，越来越多的研究发现持续性的周期小扰动会引发系统的强迫振荡，且当振荡频率与系统的固有频率相等时，系统功率振荡幅值达到最大。强迫振荡具有明确的扰动源，起振快，表现为持续的等幅振荡，当扰动源切除后，振幅迅速衰减。因此，快速准确的定位扰动源是抑制强迫振荡首先需要考虑的问题。

现有的扰动源定位方法主要是基于能量函数来计算网络中振荡能量，根据能量的转换识别定位电网中强迫扰动源。但是由于系统强迫振荡过程中，获取到的数据含有非扰动源决定的分量以及异常量，这些可能会对计算结果产生影响。而且，振荡能量的计算较繁琐，所需的时间较长，增加了系统在线监测分析的复杂程度。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够降低了系统在线监测分析的复杂性的基于功率及频率波动相位的强迫扰动源定位方法。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的基于功率及频率波动相位的强迫扰动源定位方法，包括以下步骤：

S1：根据广域测量系统获取的系统功率数据选取功率振荡明显的区域；

S2：对该区域内的母线频率以及支路功率数据进行预处理；

S3：通过TLS-ESPRIT算法计算出预处理后数据中各分量的频率大小、衰减系数及阻尼比，从而提取出强迫振荡的主导频率，通过最小二乘法求取信号幅值和初始相位从而获取相应的波动初始相位；

S4：计算出母线频率波动与所连接的支路功率波动的相位差的绝对值，制定支路上振荡能量流向的判据：如果两者相位差的绝对值小于90度，那么相应支路上振荡能量的流向与有功功率一致；否则，振荡能量的流向与有功功率相反；

S5：根据判据进行扰动源的定位：若与该母线相连的所有支路上的振荡能量都流向母线，则扰动源位于该母线上；否则，根据振荡能量的流向，反向进行扰动源判别定位。

进一步，所述步骤S1包括以下的步骤：

S1.1：确定预警阙值；

S1.2：电力系统发生强迫振荡时，系统根据阙值发出预警信号，并确定发生振荡报警的区域，即功率振荡明显的区域。

进一步，所述步骤S2中，对母线频率以及支路功率数据进行预处理包括以下的步骤：

S2.1：实际采集一组数据a₁,a₂,...,a_i，计算出该组数据的平均值μ和标准差σ；

S2.2：采用判别公式|a_i-μ|≥nσ识别出异常的数据，并进行剔除，n为3～10之间的整数；

S2.3：将异常数据作为丢失的数据处理，如果丢失数据个数不多于10个，则采用线性的模型进行填补，如果丢失数据个数多于10个，则对原始数据进行分段后进行处理；

S2.4：剔出异常数据并进行填补之后，形成一组新的数据。

进一步，所述步骤S4中的判据通过以下步骤得到：

S4.1：将节点j与发电机相连的支路L_ei,j的有功功率线性化后，可表示为：