[发明专利]电网宽频振荡监测方法、系统、设备及可读存储介质

说明书

本发明属于电力系统自动化领域，公开了一种电网宽频振荡监测方法、系统、设备及可读存储介质，包括获取电网信号并进行频谱分析，得到初始频谱分析结果；根据初始频谱分析结果，获取电网信号中的所有非工频带的振荡监测信号；选取所有非工频带的振荡监测信号中的各待修正的振荡监测信号，修正各待修正的振荡监测信号的初始频谱分析结果，得到各待修正的振荡监测信号的修正频谱分析结果，根据修正频谱分析结果监测电网宽频振荡。能够实现电网宽频振荡监测信号中的各频率及各频率对应的幅值和相位的准确测量，有效弥补PMU仅能实现基波相量测量，无法实现间谐波测量的这一缺陷，为新能源大规模接入下电网的安全稳定运行提供了新的监测手段。

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，涉及一种电网宽频振荡监测方法、系统、设备及可读存储介质。

背景技术

随着高比例新能源的并网接入和高比例电力电子设备在电网中的应用，电网从“源—网—荷”环节都呈现了电力电子化的趋势，使得电力电子设备之间以及电力电子设备与电网之间出现振荡，而且随着电网中电力电子设备数量日益增加，电网振荡发生的更加频繁，不仅影响电网的运行安全，也严重制约了风电、光伏等可再生能源的有效消纳，迫切需要对这类电力电子设备接入后的电网所呈现的新型振荡进行实时监测，为电网的安全稳定运行提供新的监测手段。目前，大规模风电、光伏接入弱电网，容易引起次/超同步振荡事件，而变流式恒瞬时功率负载的负电阻特性、多变流器的锁相环回路耦合、变流器控制参与电网侧串/并联谐振，以及静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)、基于电压源变换器的高压直流输电(voltage source converter-high voltage directcurrent transmission,VSC-HVDC)与弱交流电网的相互作用，会激发频率从数Hz到数千Hz以上的宽频振荡。

由于电力电子装置具有快速响应特性，使得在传统同步电网以工频为基础的瞬时功率稳定、低频振荡等问题之外，还产生了中频带(5～300Hz)的涉网稳定性问题，电网的振荡从低频逐步向中频、高频发展。从当前电网的实际情况来看，振荡不仅会在风电、光伏等可再生能源接入弱电网时产生，对于有高压直流工程的强电网，也会产生振荡，且呈现宽频的特征。如变压器空投引起的励磁涌流导致换流站瞬时功率波动、高压直流站出现高次谐波振荡等，如2014年，德国北海海上风电场发生250～350Hz振荡；2017年，鲁西柔性直流工程发生1200Hz谐波振荡，这些都使得电网的振荡逐步向宽频率发展。

WAMS系统(广域测量系统)借助于PMU(相量测量单元)基波相量测量数据，在100帧/秒最大传输速率下，可以实现50Hz以下次同步振荡的监测，但其不具有实时监测的特点，所有的振荡识别都依赖于WAMS主站开展，不仅导致振荡告警分析时间相对较长，而且难以适应新能源大规模接入后的挑战；此外，绝大多数WAMS主站系统的传输速率都小于100帧/秒，往往采用50帧/秒或者25帧/秒，这在一定程度上讲其振荡辨识的范围下降到25Hz或者12.5Hz以下，严重影响了振荡的辨识与监测功能。即使WAMS系统采用100帧/秒的最大传输速率，也无法实现50Hz以上超同步振荡乃至宽频振荡的实时监测，因此WAMS系统无法应对高比例新能源并网接入和大量高比例电力电子设备接入带来的宽频振荡挑战。同时，由于大量宽频振荡所呈现的振荡频率往往是非工频信号或者谐波信号，且绝大多数都属于间谐波的范畴，而PMU装置仅用来实现电网基波相量的测量，无法满足间谐波信号的实时监测。随着能源转型战略，新能源在电网中的使用比例也将日益增加，而由此引起的宽频振荡必将呈现日益频繁的趋势，迫切需要提出新的测量技术，来实现电网宽频振荡的实时测量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，现有电网的振荡检测方法，难以有效进行电网宽频振荡的实时监测的缺点，提供一种电网宽频振荡监测方法、系统、设备及可读存储介质。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明第一方面，一种电网宽频振荡监测方法，包括以下步骤：