專利名稱：基于端口供給能量的電力系統(tǒng)振蕩源定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析與控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低頻振蕩在線分析與控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代大型互聯(lián)電力系統(tǒng)中，低頻振蕩因其可能引發(fā)大幅度的聯(lián)絡(luò)線功率振蕩而成為了互聯(lián)區(qū)域電網(wǎng)功率傳輸能力的最大制約因素。隨著互聯(lián)電網(wǎng)的規(guī)模不斷增大，低頻振蕩問題的難度也日益增加電網(wǎng)模型更加復(fù)雜，規(guī)模更加龐大，模型參數(shù)更難獲取，運(yùn)行方式也更加多變。這些困難使得傳統(tǒng)基于負(fù)阻尼機(jī)理設(shè)計(jì)阻尼控制器的方式在應(yīng)對(duì)大規(guī)?；ヂ?lián)電網(wǎng)的低頻振蕩時(shí)更加捉襟見肘。此外，對(duì)于近來出現(xiàn)的由外部周期性干擾引發(fā)的強(qiáng)迫振蕩，進(jìn)行及時(shí)的干擾源定位并消除才是平息振蕩的關(guān)鍵。因此，有別于基于電網(wǎng)詳細(xì)模型的離線預(yù)防控制，本發(fā)明提出一種基于在線量測(cè)信號(hào)進(jìn)行振蕩源定位的方法，為低頻振蕩的在線監(jiān)視、分析與控制提供基礎(chǔ)。近年來出現(xiàn)了多起難以用傳統(tǒng)負(fù)阻尼機(jī)理解釋的功率振蕩事故，使得研究者開始了對(duì)強(qiáng)迫振蕩機(jī)理的關(guān)注。強(qiáng)迫振蕩機(jī)理認(rèn)為，如果存在系統(tǒng)固有頻率接近的外部周期性干擾，就可能發(fā)生大幅的功率振蕩。相關(guān)文獻(xiàn)討論了強(qiáng)迫振蕩的基礎(chǔ)理論和振蕩特征，指出此類振蕩具有失去擾動(dòng)源后迅速衰減的特點(diǎn)。顯然，對(duì)此類機(jī)理的振蕩的分析和控制，在線、及時(shí)的擾動(dòng)源的定位是關(guān)鍵。而在傳統(tǒng)的基于負(fù)阻尼機(jī)理的振蕩研究中，試圖尋找對(duì)所關(guān)注模式影響最大的狀態(tài)變量、控制參數(shù)的研究已經(jīng)頗為普遍，如可觀可控性、特征根靈敏度等。這些研究的本質(zhì)目的是尋找對(duì)振蕩模式阻尼削弱最嚴(yán)重的狀態(tài)變量或其所在位置，作為施加控制的最佳地點(diǎn)。實(shí)際系統(tǒng)中也已出現(xiàn)過調(diào)速器參數(shù)的異常導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)阻尼進(jìn)而引起聯(lián)絡(luò)線功率振蕩的情形，所以在負(fù)阻尼振蕩中，振蕩源定位也是具有重要意義。綜上，振蕩源定位的定義是根據(jù)在線振蕩現(xiàn)象的量測(cè)，有效獲得引發(fā)強(qiáng)迫振蕩的外部干擾所在地點(diǎn)，或者找到對(duì)負(fù)阻尼振蕩中削弱模式阻尼最嚴(yán)重的位置。根據(jù)此定義，對(duì)電力系統(tǒng)振蕩源定位問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。建模的范圍是包括發(fā)電機(jī)模型的電力網(wǎng)絡(luò)，而對(duì)發(fā)電機(jī)上的各類控制設(shè)備如調(diào)速、勵(lì)磁等，都當(dāng)做是外部系統(tǒng)，認(rèn)為是潛在的振蕩源。對(duì)此模型用微分方程描述χ = f(x) + g(x)u(1)其中，^是描述發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)的狀態(tài)變量向量；U是輸入控制向量，可以是與^無關(guān)的外部干擾，也可以是與±相關(guān)的由調(diào)速或勵(lì)磁決定的控制動(dòng)態(tài)；f (X)和g(x)是適定維數(shù)的光滑向量函數(shù)。我們認(rèn)為齊次方程X =/(X)(2)本身是穩(wěn)定的，振蕩源定位問題就是從式(1)的U中找出使得式( 代表的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)發(fā)生振蕩的Ui,其中下標(biāo)i指明了振蕩源所在的地點(diǎn)信息。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種基于端口供給能量的電力系統(tǒng)振蕩源定位方法，用于確定電力系統(tǒng)的擾動(dòng)源。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種基于端口供給能量的電力系統(tǒng)振蕩源定位方法，其特征是所述方法包括步驟1 初始化各發(fā)電機(jī)機(jī)械阻尼Di ；其中，i = 1，2，. . .，η，η為發(fā)電機(jī)的個(gè)數(shù)；步驟2 獲取設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的量測(cè)采樣值，包括第i臺(tái)發(fā)電機(jī)機(jī)械功率在第k個(gè)采樣點(diǎn)的量測(cè)采樣值Pmi,k，第i臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在第k個(gè)采樣點(diǎn)的量測(cè)采樣值Coi,k，第i臺(tái)發(fā)電機(jī)端口處d軸電流幅值在第k個(gè)采樣點(diǎn)的量測(cè)采樣值Idi,k和第i臺(tái)發(fā)電機(jī)q軸暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)在第k個(gè)采樣點(diǎn)的量測(cè)采樣值E' Qi,k ；其中，k = 1，2，. . .，N，k為采樣點(diǎn)序號(hào)，N為設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)；步驟3 對(duì)量測(cè)采樣值進(jìn)行預(yù)處理，包括去除量測(cè)采樣值PmiYG^k和E' 的直流分量，再對(duì)去除直流分量后的量測(cè)采樣值Pmi, k、ω L1^PE' 進(jìn)行帶通濾波處理，分別得到處理后的量測(cè)采樣值戶 #、錢；步驟4:按照公式
權(quán)利要求
1.一種基于端口供給能量的電力系統(tǒng)振蕩源定位方法，其特征是所述方法包括 步驟1 初始化各發(fā)電機(jī)機(jī)械阻尼Di ；其中，i = 1，2，. . .，η，η為發(fā)電機(jī)的個(gè)數(shù)； 步驟2 獲取設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的量測(cè)采樣值，包括第i臺(tái)發(fā)電機(jī)機(jī)械功率在第k個(gè)采樣點(diǎn)的量測(cè)采樣值Pmi,k，第i臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在第k個(gè)采樣點(diǎn)的量測(cè)采樣值Coi,k，第i臺(tái)發(fā)電機(jī)端口處d軸電流幅值在第k個(gè)采樣點(diǎn)的量測(cè)采樣值Idi,k和第i臺(tái)發(fā)電機(jī)q軸暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)在第 k個(gè)采樣點(diǎn)的量測(cè)采樣值E' Qi,k ；其中，k = 1，2，. . .，N，k為采樣點(diǎn)序號(hào)，N為設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)；步驟3 對(duì)量測(cè)采樣值進(jìn)行預(yù)處理，包括去除量測(cè)采樣值PmiYG^k和E' 的直流分量，再對(duì)去除直流分量后的量測(cè)采樣值Pmi, k、Qiil^PE' 進(jìn)行帶通濾波處理，分別得到處理后的量測(cè)采樣值ill、《^和^^ ； 步驟4:按照公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述帶通濾波的通帶頻率設(shè)為0.1 2. 5赫茲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述設(shè)定閾值V1= O。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述設(shè)定閾值
全文摘要
本發(fā)明公開了電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析與控制技術(shù)領(lǐng)域中的一種基于端口供給能量的電力系統(tǒng)振蕩源定位方法。包括初始化各發(fā)電機(jī)機(jī)械阻尼；獲取設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的量測(cè)采樣值；對(duì)量測(cè)采樣值進(jìn)行預(yù)處理；分別計(jì)算各發(fā)電機(jī)端口上的供給能量；根據(jù)各發(fā)電機(jī)端口上的供給能量判斷振蕩源的位置。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)振蕩源的準(zhǔn)確定位；同時(shí)，還使得振蕩源定位問題的分散化、本地化，提高了定位算法的實(shí)用性。
文檔編號(hào)H02J3/24GK102545245SQ20121001303
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者劉鋒, 李穎, 沈沉, 魏韡 申請(qǐng)人:清華大學(xué)