专利名称：一种负阻尼低频振荡与强迫功率振荡判别方法
技术领域：
本发明涉及电力系统调度自动化及电网的安全运行，更具体涉及判别电网低频振荡是属于负阻尼低频振荡，还是属于强迫功率振荡。
背景技术：
电力系统在扰动下会发生电机转子间的相对摇摆并在缺乏阻尼的情况下引起持续振荡，振荡频率范围在O. I 2. 5Hz，故称为低频振荡。对于低频振荡产生的机理，理论上比较完善工程应用最多的是负阻尼理论，F. Demello等于1969年运用阻尼转矩的概念对单机一无穷大系统中的低频振荡现象进行了机理研究，认为低频振荡产生的原因是由于高放大倍数的励磁系统产生了负阻尼作用，抵消了系统固有的正阻尼，使得系统的总阻尼很小或为负，这样一旦出现扰动，就会引起转子增幅振荡或振荡不收敛。低频振荡较容易发生在负载较重的长条形系统中，除了励磁系统对系统阻尼有较大影响外，系统的网架结构、运 行方式、负荷特性以及调速器参数对系统振荡的阻尼均有较大的影响。强迫振荡理论对一些实际发生功率振荡有较好的解释，越来越受到国内外专家学者的认同，该理论认为当系统受到外界持续周期性功率扰动的频率接近系统功率振荡的固有频率时，会引起大幅度的功率振荡。汤涌在电网技术2006，30 (10) :29-33发表的《电力系统强迫功率振荡的基础理论》；杨东俊等在电力系统自动化2009，33 (23) :24_28发表的《基于WAMS量测数据的低频振荡机理分析》;以及杨东俊等在电力系统自动化2011，35( 10)99-103发表的《同步发电机非同期并网引起电力系统强迫功率振荡分析》等论文中，分别通过理论及电网实际案例分析，论证了对于强迫功率振荡最有效的处理措施是迅速找到并切除扰动源。虽然，负阻尼低频振荡和强迫功率振荡具有非常相似的表现形式，但是由于发生机理不同，采用的抑制措施也不相同。在调度运行中，对于负阻尼低频振荡主要采用各种增强系统阻尼的措施包括降低相关发电机组有功输出，减小配出线路或系统间联络线的传输功率，提高发电机机端电压，将电压调节器退出运行，或降低放大倍数，投运PSS和各种类型的阻尼控制器等；对于抑制强迫功率振荡的最直接有效的方法就是迅速找到并切除扰动源。因此，在振荡发生时根据振荡特征迅速判断振荡机理，是快速抑制振荡、防止振荡扩散的关键技术和如提。目前，当电网中发生低频振荡时，尚无方法能够对振荡的机理做出及时、有效的判断，往往依靠调度人员的经验采取措施，难以快速、及时地抑制振荡。杨东俊等在电力系统自动化2012，36 (2) :26_30发表的《基于参数辨识的强迫功率振荡扰动源定位方法》论文中，提出了通过对振荡数据的参数辨识求解能流方向因子的强迫功率振荡的扰动源定位方法，主要的技术原理如下
对于单机无穷大系统，发电机采用二阶经典模型，小扰动情况下线性化转子运动方程
为
权利要求
1.一种负阻尼低频振荡与强迫功率振荡判别方法，其特征在于，该方法包含下列步骤 a、在有K台发电机和M个负荷的交流互联电网中，各发电机与电网连接支路及负荷与电网连接支路的两端均装设同步相量测量单元PMU ； b、当广域测量系统监测到电网中振荡的主导振荡频率 、有功功率振荡幅度吗、持续的周波数《均满足低频振荡告警阈值时，立即发出低频振荡告警；C、广域测量系统发出低频振荡告警后，以《个振荡周波为一组，持续传递各发电机与电网连接支路及负荷与电网连接支路的有功功率频率及主导振荡频率^的数据，其中m=l，2，3，…，M+N ；d、采用Prony方法对发电机与电网连接支路及负荷与电网连接支路中的第m条支路的有功功率、频率Δ μ数据进行参数辨识，得到主导振荡频率at模式下，支路的功率幅值逆禮、起始节点频率振荡幅值、功率初相位、频率振荡初相位; e、将APwl2、、φ也代入下式求各发电机与电网连接支路及负荷与电网连接支路的能流方向因子 其中为基准角频率，φ0 = 2-感,Λ为电网基准频率；得到发电机与电网连接支路及负荷与电网连接支路中的第m条支路的能流方向因子4 ;以功率流出节点方向为正，取发电机与电网连接支路及负荷与电网连接支路中电网侧PMU采集点的数据计算，当能流方向因子之<0时，振荡能量从发电机或负荷流向电网；当之>0时，振荡能量从电网流向发电机或负荷；f、设在发电机与电网连接支路及负荷与电网连接支路中共有t个支路能流方向因子小于O，ISd + F ,求出发电机与电网连接支路及负荷与电网连接支路中能流方向因子绝对值最大的支路e, bl表示支路e的能流方向因子绝对值，......為I，支路e的能流方向因子绝对值远大于其它发电机与电网连接支路及负荷与电网连接支路s,s = i>2,......，ζ sb I表示支路s的能流方向因子绝对值，当1 ^ I时，振荡机理为强迫功率振荡，扰动源位于支路e连接的发电机或负荷；当各支路的能流方向因子绝对值基本相同时,振荡机理为负阻尼低频振荡。
2.根据权利要求书I所述的一种负阻尼低频振荡与强迫功率振荡判别方法，其特征在于，设,当时，认为L>卜I ;当卜|<2。％|&|时，认为各支路的能流方向因子绝对值基本相同。
全文摘要
本发明公开了一种负阻尼低频振荡与强迫功率振荡判别方法，涉及电力系统调度自动化及电网的安全运行。该方法是在电网中发生负阻尼低频振荡或强迫功率振荡时，基于电网广域测量系统(WAMS)采集的数据，计算各发电机和负荷支路的能流方向因子，判断电网中是否存在明确的外部扰动源，如果存在明确的外部扰动源，则判断低频振荡机理是强迫功率振荡，如果没有明确的外部扰动源，则判断低频振荡机理是负阻尼低频振荡。本发明的优点是能够在电网发生低频振荡时为电力调度部门及时采取相应措施快速抑制振荡提供依据，且计算方法简便易行，计算速度快，能够适应电网实时判断振荡机理的要求，实用性强。
文档编号G01R31/00GK102944798SQ20121049831
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者杨东俊, 许汉平, 胡婷, 黄家祺, 罗纯坚 申请人:武汉华中电力电网技术有限公司, 国家电网公司