[发明专利]基于FFT算法的发电机组扰动源定位方法

说明书

本发明公开了一种基于FFT算法的发电机组扰动源定位方法，包括：当电力系统出现低频振荡时，调取发电厂内各发电机组在低频振荡全过程的电气量录波；对于每台发电机组：均从电气量录波中选取其在稳态振荡阶段的有功功率和频率，并使用FFT对有功功率和频率分别进行处理，提取发电机组在稳态振荡阶段的N个主导振荡模态分量；对于发电机组的每个主导振荡模态分量，均计算其振荡能量并提取非周期分量；然后将发电机组N个主导模态振荡能量的非周期分量叠加，得到发电机组的总非周期能量；对于发电厂内每台发电机组：均根据发电机组的总非周期能量的曲线斜率，判断其是否为扰动源。本发明可以对若干主导振荡模态共存情况下的扰动源进行精确定位。

技术领域

本发明属于电力系统分析领域，具体涉及一种电力系统强迫功率振荡扰动源定位方法。

背景技术

随着风电等新能源机组的大规模并网和特高压直流输电工程的投运，电网结构和运行方式的复杂程度大大提高，电力系统低频振荡问题愈发凸显。近年来，除了传统的弱阻尼机理引发的系统区域间低频振荡，电网还多次出现了因原动机组及调速系统异常引发的强迫功率振荡。

强迫功率振荡是一种共振型电力系统低频振荡，当扰动源频率与系统固有振荡频率接近时，会引发系统大幅度共振。因此，在振荡事故发生后迅速定位振荡源并指导调度员采取控制措施，是低频振荡抑制技术的核心问题。

能量函数法是一种借助振荡能量在网络中流向判断振荡源的方法。该方法通过分析强迫振荡稳态阶段的能量转换关系，指出通过关键节点支路势能变化信息可以定位扰动源。根据当前研究现状，相关文献及专利主要有：

(1)陈磊，闵勇，胡伟.基于振荡能量的低频振荡分析与振荡源定位(一)理论基础与能量流计算[J].电力系统自动化，2012，36(3)：22-27.

(2)陈磊，陈亦平，闵勇，等.基于振荡能量的低频振荡分析与振荡源定位(二)振荡源定位方法与算例[J].电力系统自动化,2012，36(4)：1-5.

(3)陈亦平，叶骏，等.一种电力系统低频振荡的振荡源定位方法[P].中国南方电网有限责任公司：CN 103117547A，2013.

(4)杨东俊，熊秀文，等.一种发电厂内部扰动引起电网强迫功率振荡在线分析方法[P].国网湖北省电力公司经济技术研究院：CN 103645422A，2014.

文献(1)、(2)给出了基于广域测量系统(WAMS)数据求解电网中振荡能量流的计算公式，并指出产生振荡能量的系统元件即为扰动源。

专利(3)是基于文献(1)、(2)求解振荡能量的具体实现流程，着重体现了对振荡能量流计算公式的离散化处理方法，是振荡能量的最原始表达形式。

专利(4)采用FFT对发电厂接入电网节点的测量数据进行参数辨识，通过主导振荡模态的能流相位差分析，判断一个发电厂是否为低频振荡扰动源。然而，该方法仅能将扰动源定位到发电厂层级，而不能将扰动源定位到某一特定的发电机组，更无法考虑多个主导振荡模态共存情况下的扰动源定位。

综上所述，对于发电机组强迫功率振荡扰动源定位，需要开发一种计算简捷、适用范围广的振荡能量计算方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对电力系统的强迫功率振荡，提供一种基于FFT算法的发电机组扰动源定位方法，可以对若干主导振荡模态共存情况下的扰动源进行精确定位到发电厂的具体发电机。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于FFT算法的发电机组扰动源定位方法，包括以下步骤：

a，当电力系统出现低频振荡时，调取发电厂内各发电机组在低频振荡全过程的电气量录波；