[发明专利]一种新能源并网系统次/超同步振荡自适应监测方法

权利要求书

1.一种新能源并网系统次/超同步振荡自适应监测方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)采集新能源并网系统中电压/电流信号，进行信号预处理；

(2)采用快速次/超同步振荡监测算法，判断系统是否发生次同步振荡；若是，则执行步骤(3)，否则，返回步骤(1)；

(3)向控制中心发送预警信息；

(4)采用次/超同步振荡辨识算法，辨识出系统中次同步振荡频率，并根据系统次/超同步谐波信号之间的耦合关系(详见4.4公式)，计算出超同步信号频率；

(5)通过模式滤波单独提取基波、次同步谐波和超同步谐波信号；

(6)基于DFT相量算法对步骤(5)模式滤波后提取的信号，分别计算基波相量、次同步谐波相量和超同步谐波相量；

(7)根据滤波器的增益和相移对步骤(6)相量计算后的基波相量、次同步谐波相量和超同步谐波相量进行幅值和相位补偿。

2.根据权利要求1所述的新能源并网系统次/超同步振荡自适应监测方法，其特征在于：所述步骤(1)的信号预处理环节包括数据检测和数据滤波：

1.1数据检测包括检测输入的电压/电流信号是否存在不合理数据：和其他采样点数值差大于1E6、绝对值大于1E6的数据；以及输入数据的采样率是否满足次/超同步谐波相量的计算要求；

1.2数据滤波为将信号分别通过低通滤波器和高通滤波器以滤除不关注的低频振荡信号和高频谐波信号，得到仅包含基波和次/超同步谐波的数据信号。

3.根据权利要求1所述的新能源并网系统次/超同步振荡自适应监测方法，其特征在于：所述步骤(2)包括以下内容：

2.1设定次同步振荡监测的频率范围为2.5Hz到47.5Hz，并将其分为[2.5Hz,10Hz]、[10Hz,20Hz]、[20Hz,30Hz]、[30Hz,40Hz]、[40Hz,47.5Hz]5个频段；

2.2针对5个频段，分别设计5个相互独立的信号监测通道，各通道结构一致，互相并联；

2.3输入信号通过带通滤波器筛选出2.1所述5个频段的信号；

2.4选择合适的数据窗：若所关注频段的最小频率和最大频率分别为fmin和fmax，数据窗长为Ns，信号采样频率为fs，则数据窗Ns＝Round(fs/fmin)，其中Round()表示求近似整数)，移动数据窗求其内信号数据的平均值，最终得到信号的平方根Data_AVG；

2.5比较Data_AVG与触发门槛值Data_Thrd,若Data_AVG>Data_Thrd，则判断系统在监测频率段内发生了次同步振荡。

4.根据权利要求1所述的新能源并网系统次/超同步振荡自适应监测方法，其特征在于：所述步骤(4)包括以下内容：

4.1选择一个长度范围为(1s,5s)的数据窗；

4.2从数据的始端开始，逐步移动数据窗，并分别采用快速傅里叶分析算法FFT计算数据窗内的频谱；

4.3通过计算得到的频谱的平均值得到功率谱密度和次同步振荡频率；

4.4根据公式ω_sub+ω_sup＝2ω₁计算出超同步信号的频率，式中ω_sub和ω_sup分别表示次/超同步频率，ω₁表示基频。

所述步骤(5)的模式滤波，由多个带通滤波器并联组成，带通滤波器的特征频率根据步骤(4)次/超同步振荡频率辨识环节给出的实测频率值进行在线自适应调整，且该带通滤波器的带宽设置范围取值2Hz。

5.根据权利要求1所述的新能源并网系统次/超同步振荡自适应监测方法，其特征在于：所述步骤(7)包括以下内容：

7.1计算在关注频率f_i处，各滤波器的幅频响应A_i和相频响应

7.2将步骤(6)所述基波、次/超同步计算相量幅值除以幅频响应A_i，相位减去相频响应得到补偿后的基波、次/超同步谐波相量。