电网振荡源分布式定位方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术属于电力系统自动化领域，公开了一种电网低频、宽频振荡源分布式定位方法、系统、设备及存储介质，该方法包括：采集变电站、发电厂和新能源汇集站内各支路的同步相量数据、谐波及间谐波相量数据；厂站内装置利用同步相量数据计算低频振荡源定位特征量，利用谐波及间谐波相量数据计算宽频振荡源定位特征量；上送低频振荡源定位特征量和宽频振荡源定位特征量，用于电网广域振荡源定位。在变电站、发电厂和新能源场站以各支路为单元，对低频振荡、宽频振荡定位的特征量进行就地分布式实时计算，调度等主站根据厂站计算结果，实现低频及宽频振荡源的快捷定位。振荡源的快捷定位。振荡源的快捷定位。

【技术实现步骤摘要】
电网振荡源分布式定位方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术属于电力系统自动化领域，特别是涉及一种电网振荡源分布式定位方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着新能源技术和交直流输电技术的大规模应用，电力电子设备在电网中的占比不断提高，注入了大量谐波、间谐波，与电网交互形成了数Hz至数千Hz的振荡现象，振荡形式由原先以机电暂态为主的低频振荡扩展到更加复杂的宽频振荡。振荡严重影响电力系统的安全稳定运行，如何快速准确定位振荡源是电网运行控制的重要问题，是学术界长期研究的热点。
[0003]随着新型电力系统建设的加速推进，宽频测量装置、同步相量测量装置等测量设备被越来越广泛地被用于电力系统主网和配网的测量和监测，在调度主站集中处理海量的同步相量和谐波、间谐波相量测量数据，进行振荡辨识和振荡源定位，存在数据存储和运算压力大，振荡监测和定位的实时性难以保证等问题。
[0004]目前，安装于厂站(如变电站、发电站、新能源汇集站)端的、同步相量测量装置、测控装置测量了基波电压、电流幅值、相角、功率等同步相量数据和谐波、间谐波及振荡功率相量数据，并实时监测低频振荡以及宽频振荡事件。目前振荡源定位功能通过WAMS等主站集中实现，主要包括与机电暂态相关的低频振荡源的定位，定位算法主要为基于同步相量的暂态能量流算法。而宽频振荡源定位应用尚处于起步阶段，主要通过谐波、间谐波主导分量的大小和相位特征进行溯源。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对主站集中监测和定位低频振荡、宽频振荡存在的问题和难点，提出一种电网振荡源分布式定位方法、系统、设备及存储介质，在变电站、发电厂和新能源汇集站等测量数据源端，以各支路为单元就地实时计算低频振荡、宽频振荡的监测定位所需的特征量，并将分析结果上送主站，降低主站处理压力，实现低频及宽频振荡源的快捷定位。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种电网振荡源分布式定位方法，应用于厂站端，包括：
[0008]以母线、支路为单元采集同步相量、谐波及间谐波相量数据；
[0009]在厂站振荡监测告警或主站下发命令触发下，利用同步相量就地计算低频振荡源定位特征量，利用谐波及间谐波相量数据计算宽频振荡源定位特征量；
[0010]将低频振荡源定位特征量和宽频振荡源定位特征量上送至主站，用于主站进行电网振荡源分布式定位。
[0011]在本公开的一些实施例中，所述利用同步相量数据计算低频振荡源定位特征量，具体包括：
[0012]厂站触发低频振荡告警的判据为：在设定振荡次数X
osc
内，基波有功功率P
base
波动
的平均峰谷差超过告警定值P
osc
；
[0013]厂站装置在低频振荡告警触发或接收到主站命令后，利用采集的同步相量数据，以为母线、支路为单元启动暂态能量积分计算；当低频振荡告警消除或达到设定的积分时长T
max_int
，装置结束暂态能量流积分计算；
[0014]厂站装置以母线支路为单元，以积分起始时间为原点执行暂态能量积分曲线拟合计算，输出各母线i支路j的低频振荡特征量，低频振荡特征量为拟合斜率k
ij
和截距b
ij
。
[0015]在本公开的一些实施例中，所述基波有功功率P
base
计算方法为：
[0016][0017]式(1)中，U
a
、I
a
、U
b
、I
b
、U
c
、I
c
为电压、电流同步相量；
[0018]厂站装置利用同步相量数据，计算各母线i支路j的暂态能量积分，具体方法为：
[0019]或
[0020]式(2)中，T
max_int
为设定积分时长，E
dis
为暂态能量积分。
[0021]在本公开的一些实施例中，所述厂站装置在低频振荡告警触发或接收到主站命令后，如果低频振荡告警未消除，达到暂态能量积分时长T
max_int
、拟合得到斜率k
ij
和截距b
ij
时，以当前时刻为T0，重新按积分时长T
max_int
循环执行暂态能量积分及拟合，直至低频振荡告警消除。
[0022]在本公开的一些实施例中，所述电网振荡源分布式定位是指根据电网拓扑和厂站端上送的各支路暂态能量积分曲线的拟合参数k
ij
、b
ij
进行低频振荡源定位。
[0023]在本公开的一些实施例中，所述利用谐波及间谐波相量数据计算宽频振荡源定位特征量，具体包括：
[0024]厂站装置基于电压、电流采样值u
a
、i
a
、u
b
、i
b
、u
c
、i
c
计算瞬时有功功率采样序列，按式(3)通过FFT算法提取主导的振荡功率分量，振荡功率分量的幅值P
fk
及频率f
k
；
[0025]{P
f1
...P
fn
}＝FFT{u
a
i
a
+u
b
i
b
+u
c
i
c
}
ꢀꢀꢀ
(3)
[0026]厂站装置以母线支路为单元，在设定时间T
sso
内，厂站装置监测到任意宽频振荡功率分量P
fk
幅值连续超过设定告警定值P
sso
，触发宽频振荡告警。
[0027]在本公开的一些实施例中，宽频振荡告警触发后，厂站装置每个计算周期按设定的频率偏差f
offset
跟踪幅值最大的n个振荡功率分量，当振荡功率分量频率f
k
与前一次测得的振荡频率f
lastk
的偏差满足式(4)时，判断为同一振荡功率分量，将f
lastk
更新为f
k
，执行下一周期f
k
的跟踪；
[0028]f
lastk
‑
f
offset
<f
k
<f
lastk
+f
offset
ꢀꢀꢀ
(4)
[0029]进一步按振荡功率分量P
fk
的频率f
k
和基波频率f
base
，匹配相电压、电流的谐波或间谐波相量，如式(5)；匹配得到电压、电流相量：U
Xfk
‑
、I
Xfk
‑
，U
Xfk+
、I
Xf本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电网振荡源分布式定位方法，应用于厂站端，其特征在于，包括：以母线、支路为单元采集同步相量、谐波及间谐波相量数据；在厂站振荡监测告警或主站下发命令触发下，利用同步相量就地计算低频振荡源定位特征量，利用谐波及间谐波相量数据计算宽频振荡源定位特征量；将低频振荡源定位特征量和宽频振荡源定位特征量上送至主站，用于主站进行电网振荡源分布式定位。2.根据权利要求1所述的一种电网振荡源分布式定位方法，其特征在于，所述利用同步相量数据计算低频振荡源定位特征量，具体包括：厂站触发低频振荡告警的判据为：在设定振荡次数X
osc
内，基波有功功率P
base
波动的平均峰谷差超过告警定值P
osc
；厂站装置在低频振荡告警触发或接收到主站命令后，利用采集的同步相量数据，以为母线、支路为单元启动暂态能量积分计算；当低频振荡告警消除或达到设定的积分时长T
max_int
，装置结束暂态能量流积分计算；厂站装置以母线支路为单元，以积分起始时间为原点执行暂态能量积分曲线拟合计算，输出各母线i支路j的低频振荡特征量，低频振荡特征量为拟合斜率k
ij
和截距b
ij
。3.根据权利要求2所述的一种电网振荡源分布式定位方法，其特征在于，所述基波有功功率P
base
计算方法为：式(1)中，U
a
、I
a
、U
b
、I
b
、U
c
、I
c
为电压、电流同步相量；厂站装置利用同步相量数据，计算各母线i支路j的暂态能量积分，具体方法为：式(2)中，T
max_int
为设定积分时长，E
dis
为暂态能量积分。4.根据权利要求2所述的一种电网振荡源分布式定位方法，其特征在于，所述厂站装置在低频振荡告警触发或接收到主站命令后，如果低频振荡告警未消除，达到暂态能量积分时长T
max_int
、拟合得到斜率k
ij
和截距b
ij
时，以当前时刻为T0，重新按积分时长T
max_int
循环执行暂态能量积分及拟合，直至低频振荡告警消除。5.根据权利要求2所述的一种电网振荡源分布式定位方法，其特征在于，所述进行电网振荡源分布式定位是指根据电网拓扑和厂站端上送的各支路暂态能量积分曲线的拟合参数k
ij
、b
ij
进行低频振荡源定位。6.根据权利要求1所述的一种电网振荡源分布式定位方法，其特征在于，所述利用谐波及间谐波相量数据计算宽频振荡源定位特征量，具体包括：厂站装置基于电压、电流采样值u
a
、i
a
、u
b
、i
b
、u
c
、i
c
计算瞬时有功功率采样序列，按式(3)通过FFT算法提取主导的振荡功率分量，振荡功率分量的幅值P
fk
及频率f
k
；{P
f1
...P
fn
}＝FFT{u
a
i
a
+u
b
i
b
+u
c
i
c
}
ꢀꢀꢀ
(3)厂站装置以母线支路为单元，在设定时间T
sso
内，厂站装置监测到任意宽频振荡功率分量P
fk
幅值连续超过设定告警定值P
sso
，触发宽频振荡告警。7.根据权利要求6所述的一种电网振荡源分布式定位方法，其特征在于，
宽频振荡告警触发后，厂站装置每个计算周期按设定的频率偏差f
offset
跟踪幅值最大的n个振荡功率分量，当振荡功率分量频率f
k
与前一次测得的振荡频率f
lastk
的偏差满足式(4)时，判断为同一振荡功率分量，将f
lastk
更新为f
k
，执行下一周期f
k
的跟踪；f
lastk
‑
f
offset
<f
k
<f
lastk
+f
offset
ꢀꢀꢀꢀ
(4)进一步按振荡功率分量P
fk
的频率f
k
和基波频率f
base
，匹配相电压、电流的谐波或间谐波相量，如式(5)；匹配得到电压、电流相量：U
Xfk
‑
、I
Xfk
‑
，U
Xfk+
、I
Xfk+
；下标k为相别A、B、C；f
base
‑
f
k
‑
f
offset
<f
YX
<f
base
‑
f
k
+f
offset
或f
base
+f
k
‑
f
offset
<f
YX
<f
base
+f
k
+f
offset
(5)。8.根据权利要求6所述的一种电网振荡源分布式定位方法，其特征在于，厂站装置按式(6)计算产生的有功功率P
Xfk_r
，按式(7)计算宽频振荡功率分量P
fk
在支路上产生的总有功功率P
fk_r
；P
fk_r
＝P
Afk_r
+P
Bfk_r
+P
Cfk_r
ꢀꢀꢀꢀ
(7)按设定的周期数N计算累积能量当E
Nfk
≤E
set
‑
时，将母线i支路j的振荡功率分量P
fk
的幅值标记为负，当E
Nfk
≥E
set+
时，振荡功率分量P
fk
的幅值标记为正；向主站传输标记后的振荡功率幅值：宽频振荡源定位的特征量。9.根据权利要求6所述的一种电网振荡源分布式定位方法，其特征在于，所述进行电网振荡源分布式定位是指厂站装置计算各个支路、各个振荡功率分量的幅值及正负号，主站根据子站上送的宽频振荡源定位特征量对网络内的振荡源进行定位。10.一种电网振荡源分布式定位装置，应用于厂站端，其特征在于，包括：采集模块，用于以母线、支路为单元采集同步相量、谐波及间谐波相量数据；计算模块，用于在厂站振荡监测告警或主站下发命令触发下，利用同步相量就地计算低频振荡源定位特征量，利用谐波及间谐波相量数据计算宽频振荡源定位特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴艳平，赵国庆，张海东，姚志强，樊陈，窦仁晖，任浩，任辉，杨青，姜玉磊，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：