[发明专利]一种确定振荡中心位置的方法

摘要

本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种确定振荡中心位置的方法。为了提供一种简单可靠的、仅使用本地电气量且不受系统阻抗的方法，本发明采集得到的A、B、C三相电压和电流进行低通滤波、采样保持和A/D转换后，得到A、B、C三相电压和电流采样值；将采样结果记为u_A(k),u_B(k),u_C(k)，i_A(k),i_B(k),i_C(k)，电力系统发生振荡时，得到若λ＜0，则说明振荡中心在母线M外侧；若λ＞1，则说明振荡中心在母线N外侧；若0＜λ＜1，则说明说明振荡中心在线路MN上，且λ的值可以反映振荡中心到母线M距离占线路总长度的比例。本方法在计算过程中只关心线路阻抗值得大小，与两侧系统的阻抗值无关，所以理论上不受线路两侧系统阻抗对计算振荡中心位置的影响。

主权项

一种确定振荡中心位置的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、利用电子型传感器采集保护安装处的A、B、C三相电压和电流数据；步骤二、对采集得到的A、B、C三相电压和电流进行低通滤波、采样保持和A/D转换后，得到A、B、C三相电压和电流采样值；将采样结果记为u_A(k),u_B(k),u_C(k)，i_A(k),i_B(k),i_C(k)，其中k为采样点序号；步骤三、在电力系统发生振荡时三相对称，无负序零序分量，所以使用电压电流的正序分量u₁(k),i₁(k)进行计算，计算公式如下：$i_1\left(k\right)=\frac{1}{3}[i_A\left(k\right)+a\·i_B\left(k\right)+a^2\·i_C\left(k\right)]---\left(1\right)$$u_1\left(k\right)=\frac{1}{3}[u_A\left(k\right)+a\·u_B\left(k\right)+a^2{\·u}_C\left(k\right)]---\left(2\right)$式中：$a=e^{j2\mathrm{\π}/3}=-\frac{1}{2}+j\frac{\sqrt{3}}{2},$为旋转因子；将正序分量的采样值通过全周傅氏算法变换成相量值计算公式如下：${\stackrel{\·}{I}}_M=\frac{2}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{i}_1\left(k\right)e^{-j\frac{2\mathrm{k\π}}{N}}---\left(3\right)$${\stackrel{\·}{U}}_M=\frac{2}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{u}_1\left(k\right)e^{-j\frac{2\mathrm{k\π}}{N}}---\left(4\right)$式中：N为一工频周期内采样点个数；步骤四、电力系统发生振荡时，如果振荡中心在保护区内，有$({\stackrel{\·}{U}}_M-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{OS}})\<({\stackrel{\·}{U}}_M-{\stackrel{\·}{U}}_N);$振荡中心在保护区外，有$({\stackrel{\·}{U}}_M-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{OS}})>({\stackrel{\·}{U}}_M-{\stackrel{\·}{U}}_N);$通过两者大小的不等关系判断振荡中心是否位于保护区内，其中为振荡中心的电压相量值，为M母线和N母线的电压相量值；通过计算和的比值确定振荡中心在保护区内的具体位置；其中用Z_L·I_M进行计算，其中Z_L为线路的阻抗；用进行计算，即$\mathrm{\λ}=\frac{\left|{\stackrel{\·}{U}}_M\right|\cos \mathrm{\θ}}{|Z_L\·{\stackrel{\·}{I}}_M|}---\left(5\right)$式中：θ为相量滞后相量的角度；考虑到Z_L·I_M和θ三者之间的关系，将表达式转化成内积形式：$\mathrm{\λ}=\frac{\left|{\stackrel{\·}{U}}_M\right|\cos \mathrm{\θ}}{|Z_L\·{\stackrel{\·}{I}}_M|}=\frac{\left|{\stackrel{\·}{U}}_M\right||Z_L\·{\stackrel{\·}{I}}_M|\cos \mathrm{\θ}}{{|Z_L\·{\stackrel{\·}{I}}_M|}^2}=\frac{\left(\right|{\stackrel{\·}{U}}_M|,|Z_L\·{\stackrel{\·}{I}}_M\left|\right)}{{|Z_L\·{\stackrel{\·}{I}}_M|}^2}---\left(6\right)$步骤五、按照以下判据判断振荡中心的位置：若λ＜0，则说明振荡中心在母线M外侧；若λ＞1，则说明振荡中心在母线N外侧；若λ＝0，则说明振荡中心在母线M上；若λ＝1，则说明振荡中心在母线N上；若0＜λ＜1，则说明说明振荡中心在线路MN上。