[发明专利]一种电力系统振荡辨识的方法和装置

说明书

本发明实施例提供了一种电力系统振荡辨识的方法和装置，所述方法包括：将电力系统的振荡信号建模为一个频率可偏移的基波正弦分量、一对频率耦合的次同步正弦分量和超同步正弦分量；分别合成振荡分量的正频率部分和负频率部分；计算得到所述基波正弦分量中的正频率部分和负频率部分；构建同步相量轨迹拟合方程组；求解所述同步相量轨迹拟合方程组，获得基波正弦分量、次同步正弦分量和超同步正弦分量的频率，基波正弦分量中的正频率部分和负频率部分，以及振荡分量的正频率部分和负频率部分；计算出基波正弦分量的幅值和相位；计算出次同步正弦分量和超同步正弦分量的幅值和相位。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种电力系统振荡辨识的方法和装置。

背景技术

振荡过程是电力系统中最常见的扰动过程之一。由于严重的振荡将导致系统失稳、线路过载等问题而严重威胁电网安全，因此当电力系统出现振荡过程时，需要有效监测并辨识振荡的参数。由于电力系统是运行在额定频率下的交流电力系统，当发生振荡时，振荡信号最主要包含偏移额定频率的基波正弦分量、频率之和为二倍额定频率的次同步正弦分量和超同步正弦分量，除此以外还有少量的其他频率分量。对于电力系统运行管理人员而言，基波正弦分量、次同步正弦分量和超同步正弦分量的频率、幅值和相位是最重要的振荡参数。

随着监测手段的逐渐丰富，电力系统广域测量系统成为了新一代电力系统动态监测系统，成为了电力系统动态监测与控制的有效手段。广域测量系统的测量终端是相量测量终端PMU，相量测量终端将以最高二倍额定频率上传实时测量的同步相量数据。但是同步相量数据仅为计算出的对应额定频率的基波相量，在电力系统振荡过程中的频率偏移基波分量、次同步分量和超同步分量将受频谱泄露影响而出现在同步相量数据的基波相量中，因此，同步相量数据中将包含振荡信息而可用于振荡辨识，需要基于同步相量的电力系统振荡辨识方法以有效辨识出基波正弦分量、次同步正弦分量和超同步正弦分量的频率、幅值和相位。

目前已有的基于同步相量的电力系统振荡辨识方法均为基于傅里叶变换频谱分析的方法，主要存在的技术问题表现在，针对同步相量数据进行频谱分析时，为保证足够高的频谱分辨率而不得不采用较大的数据窗以避免频谱混叠，导致振荡辨识的实时性较差；进而，振荡辨识实时性差将导致辨识结果的变差，因为数据窗长度越大则电力系统的振荡模式越可能变化。

发明内容

本发明的实施例提供了一种电力系统振荡辨识的方法和装置，能够改善频谱分析方法中数据窗小而频谱混叠导致的频率分辨率差的缺点。

一种电力系统振荡辨识的方法，包括：

将电力系统的振荡信号建模为一个频率可偏移的基波正弦分量、一对频率耦合的次同步正弦分量和超同步正弦分量，三个所述分量分别具有幅值、相位和频率；

根据所述次同步正弦分量与所述超同步正弦分量的正频率部分和负频率部分，分别合成振荡分量的正频率部分和负频率部分；计算得到所述基波正弦分量中的正频率部分和负频率部分；

根据所述振荡分量的正频率部分和负频率部分，以及基波正弦分量中的正频率部分和负频率部分，构建同步相量轨迹拟合方程组；

采用非线性曲线拟合数值求解方法，求解所述同步相量轨迹拟合方程组，获得基波正弦分量、次同步正弦分量和超同步正弦分量的频率，基波正弦分量中的正频率部分和负频率部分，以及振荡分量的正频率部分和负频率部分；

根据所述基波正弦分量中的正频率部分或负频率部分，计算出基波正弦分量的幅值和相位；

根据所述振荡分量的正频率部分和负频率部分，计算出次同步正弦分量和超同步正弦分量的幅值和相位；

所述基波正弦分量的幅值、相位和频率、次同步正弦分量和超同步正弦分量的幅值、相位和频率为电力系统的振荡辨识结果。

一种电力系统振荡辨识的装置，包括：