專利名稱：電力系統振蕩擾動源定位的方法
技術領域：
本發明涉及電力系統低頻振蕩過程中振蕩擾動源定位的方法，尤其是利用電網廣 域多點振蕩信息搜索定位振蕩擾動源的新方法。應用于安全穩定監測與控制系統中對電力 系統低頻振蕩擾動源的搜索和定位，以及針對振蕩源所采取的相關控制措施。
背景技術：
隨著我國“西電東送、南北互濟、大區聯網”電力建設方針的實施，全國各大區互聯 的局面基本形成。由于目前大區之間聯系相對比較薄弱，近年來國內電網曾多次發生低頻 振蕩現象。低頻振蕩頻率較低，一般在0. 2 2. 5Hz范圍內，當振蕩較嚴重時，系統不能維持 同步運行，由低頻振蕩造成的穩定事故在國內外均有發生，已引起有關方面的重視。采取有 效措施進行預防，發生低頻振蕩后立即檢測發現，并能迅速找到低頻振蕩擾動源所在位置， 有針對性的實施緊急控制來消除振蕩，防止事故擴大，是具有廣闊應用前景的研究方向。低頻振蕩可分為區間振蕩和局部振蕩兩種振蕩模式，前者表現為一個區域中的多 臺發電機與另一個區域中的多臺發電機之間的振蕩，此時兩個區域之間的聯絡線功率在不 停振蕩；后者表現為一臺發電機或一座電廠相對于系統中其他機組之間的振蕩，此時該機 組或電廠與系統之間的聯絡線功率在不停振蕩。分析電網實際運行中出現的多次低頻振蕩案例，并結合大量的仿真計算后，我們 發現多電壓等級大型電力系統低頻振蕩的發生發展過程具有從低電壓等級的電網開始， 并逐步傳播擴散到高電壓等級電網的時空特性，首先發生低頻振蕩的局部電網可視為引發 全系統低頻振蕩的振蕩擾動源，在振蕩過程中如果能夠迅速正確地找到振蕩擾動源，并采 取相應的控制措施，對平息全系統大范圍功率振蕩具有釜底抽薪，立竿見影的效果。而縱觀目前電力系統低頻振蕩監控的研究領域，人們主要關注于低頻振蕩的檢測 方法，以及對振蕩特性進行分析的各類數值算法，而絕少提及振蕩擾動源的搜索與定位方 法及相關研究。這使得迄今為止，電網企業在低頻振蕩的檢測和振蕩特征的分析方面已具 備一系列行之有效的手段與工具，但低頻振蕩出現后采取的控制措施仍較多依賴于相關預 案以及電網調度運行人員的經驗。針對這種現狀，本發明著重關注于振蕩擾動源的定位方 法。
發明內容
本發明的目的提供一種利用電網廣域多點振蕩信息搜索定位振蕩擾動源的新方 法，尤其適用于大規模復雜電網，能夠在低頻振蕩發生早期，快速準確地定位擾動源，有利 于采取控制措施，以較小的代價快速平息振蕩。電力系統振蕩擾動源定位的方法，利用電網廣域多測量點的振蕩信息搜索定位振 蕩擾動源，采集多電壓等級電網中若干個測量點的電壓、電流、功率等物理量，并且符合以 下幾個條件條件一實時監測各測量點是否發生低頻同步功率振蕩，并給出振蕩的幅值、主導振蕩模式頻率、主導振蕩模式阻尼、主導振蕩模式初始相位、振蕩起始時刻等關鍵信息；條件二 發生低頻同步功率振蕩的各測量點的主導振蕩模式的頻率兩兩之間滿 足I Afl < AFsrt，其中AFsrt通常設定范圍為W，0.2]Hz，并且，發生低頻振蕩的各測量點 的主導振蕩模式的阻尼比兩兩之間滿足I Adl < ADsrt，其中ADsrt通常設定范圍為
；條件三發生低頻同步功率振蕩的各測量點的振蕩起始時刻具有先后時序關系， 反映出低電壓等級電網測量點起振時刻早于高電壓等級電網測量點起振時刻的明確特征， 起振時刻最早的測量點與起振時刻最晚的測量點之間的時間差滿足I Atl > ATsrt，其中 Δ Tset通常設定范圍為
秒；條件四發生低頻同步功率振蕩的各測量點的主導振蕩模式的平均頻率fare滿足 條件fmin < fave < ，其中fmin與通常設定范圍為
Hz，起振時刻最早的測量 點的振蕩幅值P滿足條件P > Psrt，其中Psrt根據不同電網的實際情況進行整定；同時滿足上述條件一、條件二、條件三、條件四時，判定電力系統發生低頻振蕩，起 振時刻最早的測量點所在區域的局部電網為振蕩擾動源。由上確定若干個測量點的低頻振蕩主導模式，這些主導模式的頻率兩兩之間滿足 Af| < ΔFsrt，這些主導模式的阻尼兩兩之間滿足I Ad| < ADseto本發明首次將多電壓等級電網中不同測量點的振蕩信息進行綜合分析，引入各測 量點主導頻率識別與匹配的新方法，并依據大電網低頻振蕩發生發展的時空特性，利用多 測量點的起振時序以及振蕩幅度快速準確地找到振蕩擾動源。振蕩擾動源的起振時間早于 高電壓等級電網聯絡線路以及系統中其他各點的起振時間，并且振蕩源的主導振蕩頻率大 小、阻尼強弱與高電壓等級電網聯絡線路的基本一致。電力系統振蕩擾動源定位技術，選取多電壓等級電網中的若干個測量點，實時監 測各點功率波動的幅值、主導振蕩頻率、阻尼等信息，利用上述特征，在電網發生振蕩的初 期迅速識別振蕩擾動源，這有利于盡早采取相應措施以平息振蕩，提高電網動態穩定水平， 防止事故進一步擴大。本發明的有益效果(1)本發明所使用的廣域多測量點信息可全面的反映多電壓等級大規模電力系統 低頻振蕩的時空特性，能夠根據準確地判斷系統是否發生低頻振蕩，并有效防止因個別測 量點的紋波噪聲或壞數據而導致的誤判別；(2)本發明利用廣域多測量點主導模式識別和匹配技術可實時提供低頻振蕩的頻 率、阻尼、振幅等特征信息；(3)本發明利用廣域多測量點起振時序的追蹤技術反映出多電壓等級大規模電力 系統低頻振蕩發生發展的時空特性，能夠快速準確地定位振蕩擾動源，為實現低頻振蕩實 時控制功能提供了技術基礎，本發明綜合利用了電網多點廣域振蕩信息，在監測全系統是 否發生振蕩的基礎上，進一步找到引發振蕩的擾動源，其思路清晰，實用性強。具有廣闊的 應用前景。
下面結合附圖和
具體實施方式
對本發明專利進一步詳細說明。
圖1多電壓等級大規模電力系統低頻振蕩傳播特性小結圖2振蕩擾動源切除后電網振蕩迅速平息實例圖3本發明分析方法流程圖
具體實施例方式本發明所提供的判別方法如下(1)多測量點起振時刻判定原理介紹利用基于功率數據的振蕩波形識別技術確定測量點是否起振，并記錄相應的起振 時刻。(1. 1)振蕩的確認條件1.振蕩周期T滿足Jmin彡T彡Tmax，其中Tmin與Tmax通常設定范圍為
秒；2. Pmax-Pmin ≥Pset(1. 2)等幅、增幅、減幅振蕩的計數方法 dP, 1
權利要求
1.一種定位電力系統振蕩擾動源的方法，其特征是采集多電壓等級電網中若干個測量 點的電壓、電流、功率物理量，并且符合以下幾個條件條件一實時監測各測量點是否發生低頻同步功率振蕩，并給出振蕩的幅值、主導振蕩 模式頻率、主導振蕩模式阻尼、主導振蕩模式初始相位、振蕩起始時刻信息；條件二 發生低頻振蕩的各測量點的主導振蕩模式的頻率兩兩之間滿足I Afl<AFset，并且，發生低頻振蕩的各測量點的主導振蕩模式的阻尼比兩兩之間滿足I Ad|<ADset ；條件三發生低頻振蕩的各測量點的振蕩起始時刻具有先后時序關系，反映出低電壓 等級電網測量點起振時刻早于高電壓等級電網測量點起振時刻的明確特征，起振時刻最早 的測量點與起振時刻最晚的測量點之間的時間差滿足I Atl > Δ Tset ；條件四發生低頻振蕩的各測量點的主導振蕩模式的平均頻率滿足條件fmin< f·<fmax，起振時刻最早的測量點的振蕩幅值P滿足條件P > Pset ；同時滿足上述條件一、條件二、條件三、條件四時，判定電力系統發生低頻振蕩，起振時 刻最早的測量點所在區域的局部電網為振蕩擾動源。
2.如權利要求1所述的電力系統振蕩擾動源的定位方法，其特征在于監測多電壓等 級電網中若干測量點是否發生低頻振蕩，并比較這些測量點的振蕩幅度、主導模式頻率、主 導模式阻尼，特別是起振時刻先后等信息，并利用電網低頻振蕩是由擾動源向全系統逐漸 傳播擴散的時空特性來判定振蕩擾動源的具體位置。
3.如權利要求1所述的電網發生全系統低頻振蕩的判定方法，其特征在于確定若干 個測量點的低頻振蕩主導模式，這些主導模式的頻率兩兩之間滿足I Δ ·| < AFsrt，這些主 導模式的阻尼兩兩之間滿足I Δ(1| < ADseto
4.如權利要求1所述的電網發生全系統低頻振蕩的判定方法，其特征在于AFsrt通常 范圍為
Ηζ，Δ Dsrt通常設定范圍為W，2% ] ； Δ Tsrt設定范圍為W. 4，10]秒；fmin與 fmax 設定范圍為
Hz0
全文摘要
定位電力系統振蕩擾動源的方法，采集多電壓等級電網中若干個測量點的電壓、電流、功率物理量；條件一實時監測各測量點是否發生低頻同步功率振蕩，并給出振蕩的幅值、主導振蕩模式頻率、主導振蕩模式阻尼、主導振蕩模式初始相位、振蕩起始時刻信息；條件二發生低頻振蕩的各測量點的主導振蕩模式的頻率兩兩之間滿足|Δf|＜ΔFset；條件三發生低頻振蕩的各測量點的振蕩起始時刻具有先后時序關系，反映出低電壓等級電網測量點起振時刻早于高電壓等級電網測量點起振時刻的明確特征；條件四發生低頻振蕩的各測量點的主導振蕩模式的平均頻率fave滿足條件fmin＜fave＜fmax；同時滿足上述條件，判定電力系統發生低頻振蕩，起振時刻最早的區域的局部電網為振蕩擾動源。
文檔編號G01R31/08GK102122823SQ20111004390
公開日2011年7月13日 申請日期2011年2月23日 優先權日2011年2月23日
發明者任祖怡, 俞秋陽, 吳小辰, 吳琛, 孫光輝, 張丹, 李文云, 柳勇軍, 畢兆東, 白楊, 郭琦, 陳松林, 黃偉 申請人:云南電力調度中心, 南京南瑞繼保電氣有限公司, 南方電網科學研究院有限責任公司