[发明专利]基于广域测量信息的低频振荡节点贡献因子的分析方法

摘要

本发明属于电力系统低频振荡在线检测和分析技术领域。提出了一种仅基于广域测量系统信息，定量地衡量参与某一模式振荡的节点所关联的发电机组对电网该模式振荡功率的贡献程度的方法。该方法首先提出了基于注入有功振荡功率的节点贡献因子的概念，然后根据某一频率模式下，注入有功振荡功率的幅值以及有功振荡功率曲线间的相对相位，给出了对应于该频率模式的节点贡献因子的分析计算方法，并同时实现节点的同调分群。这一方法适用于没有电磁环网且不考虑网损的系统，但也可应用于可简化为具有上述特征的实际电力系统。

主权项

1、一种仅基于广域测量系统信息，定量地衡量参与某一模式振荡的节点所关联的发电机组对电网该模式振荡功率的贡献程度的方法，这一方法适用于没有电磁环网且不考虑网损的系统，但也可应用于可简化为具有上述特征的实际电力系统，该方法通过提出的基于注入有功振荡功率的节点贡献因子的概念即利用各节点某一频率的有功注入功率占系统中该频率总有功振荡功率的比例来衡量相应节点下所关联的发电机组对该频率模式的低频振荡的参与程度或贡献程度；所述方法的特征在于，该方法包括以下步骤：a)对相量测量单元PMU测量得到并上送到广域测量系统WAMS主站的电网各节点的注入有功功率采用能够得到相位信息的频谱分析算法进行频谱分析，得到各注入有功功率曲线的模态曲线；b)将频率相近的注入有功功率模态曲线归属于同一振荡模式，振荡模式频率取为该组曲线中幅值最大的模态曲线的频率；这里频率相近是指该模式下各模态曲线与该组曲线中幅值最大的模态曲线的频差的绝对值与该幅值最大的模态曲线的频率的比值小于设定的百分比阈值(FDthreshold)，若某注入有功功率模态曲线Ci属于某振荡模式频率λ，则认为该模态曲线Ci对应的节点i参与了模式频率为λ的振荡，并贡献了相应频率的振荡功率Pi-λ这里Pi-λ为注入该有功功率模态曲线Ci的幅值；c)计算模式频率为λ的各注入有功模态曲线相对于该组曲线中振幅最大的模态曲线的相对相位Φi-λ；d)根据下式计算各节点i对模式频率为λ的系统振荡功率的有效有功注入或有效有功贡献Pi-λ-inj，Pi-λ-inj＝Pi-λcosΦi-λ，式中Pi-λ和Φi-λ的定义分别见步骤b)和步骤c)；e)对于振荡模式λ，根据各节点有效有功贡献的正负号，将相应的节点分成两个相反的同调群G1和G2；f)分别计算出G1和G2这两群节点的λ模式总振荡功率PG1-λ和PG2-λ，计算公式如下：$P_{G1-\mathrm{\λ}}=\underset{i\∈G1}{\mathrm{\Σ}}{P}_{i-\mathrm{\λ}}\cos {\mathrm{\Φ}}_{i-\mathrm{\λ}},$$P_{G2-\mathrm{\λ}}=\underset{i\∈G2}{\mathrm{\Σ}}{P}_{i-\mathrm{\λ}}\cos {\mathrm{\Φ}}_{i-\mathrm{\λ}},$式中Pi-λ和Φi-λ的定义分别见步骤b)和步骤c)；g)近似取电网λ模式总振荡功率Ptotal-λ为|PG1-λ|与|PG2-λ|中最大的一个，即：Ptotal-λ＝max{|PG1-λ|，|PG2-λ|}；h)从对总有功振荡功率的贡献来说，节点i对电网振荡模式λ的贡献因子Ci-λ为：$C_{i-\mathrm{\λ}}=\frac{P_{i-\mathrm{\λ}}\cos {\mathrm{\Φ}}_{i-\mathrm{\λ}}}{P_{\mathrm{total}-\mathrm{\λ}}},$式中Pi-λ、Φi-λ和Ptotal-λ的意义分别见步骤b)、步骤c)和步骤g)。