专利名称：基于直线法判别负阻尼振荡与强迫振荡的方法
技术领域：
本发明属于电力系统领域，具体涉及一种基于直线法判别负阻尼振荡与强迫振荡的方法。
背景技术：
随着电力工业市场化进程的深入，电力系统越来越趋于极限运行，低频振荡问题是国内外电网共同面对的技术难题。低频振荡频率低，振荡范围广，振荡持续时间长，对电网安全稳定造成了巨大威胁。产生低频振荡的原因主要有两种，一种是负阻尼低频振荡，负阻尼振荡是逐渐增幅过程，若没有人为干预，将持续保持增幅振荡，振荡的幅度越来越大，直到系统切机或失稳；另一种是强迫共振型的低频振荡，当扰动频率与系统自然振荡频率相同或接近时，产生共振，振荡振幅主要与扰动的幅度及系统阻尼水平有关，振荡过程中扰 动源一直存在。两种机理振荡的起因不同，需要采取的应对措施也不同，因此有效地判别负阻尼振荡和强迫振荡对快速应对低频振荡问题有重要意义。但由于两种振荡的表现形式很相似，目前尚未发现有能有效判别负阻尼振荡和强迫振荡方法的报道。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种基于直线法判别负阻尼振荡与强迫振荡的方法，能够通过PMU或WAMS的数据，在初始十几个周波内快速识别出某个低频振荡是由于系统缺乏阻尼而导致的负阻尼低频振荡、还是由于系统中存在强迫扰动源引发的强迫振荡，以便快速采取抑制低频振荡的措施。为实现上述目的，本发明提供一种基于直线法判别负阻尼振荡与强迫振荡的方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤(I).获取实测振荡曲线；⑵.选取每个振荡周期内最大值时刻点进行分析；(3).确认振荡为增幅振荡；(4).选取间隔大于4个振荡周期的两点形成直线方程；(5).对同一时间点在直线与实测曲线上的数值逐一作差，根据得到的结果对振荡类型进行判断。本发明提供的优选技术方案中，在所述步骤I中，通过PMU或WAMS的数据获取实测振荡曲线，对实测振荡曲线进行处理，得到主导振荡模式的正弦信号。本发明提供的第二优选技术方案中，所述实测振荡曲线包括枢纽点、变电站母线的频率信号、联络线和发电机机端的有功功率信号曲线。本发明提供的第三优选技术方案中，在所述步骤2中，选取的最大值时刻点为5-7个。本发明提供的第四优选技术方案中，在所述步骤5中，比较直线方程时间段内各点的测量值与直线上之值的关系来辨别振荡性质，比较直线方程时间段外若干点的测量值与直线上之值的关系来再次确认振荡性质辨别结果的正确性。本发明提供的第五优选技术方案中，振荡曲线表示为x = Bsin(Qt)-Beatsin (ω t),设t = &时,有X = X (t)为振荡曲线x的上包络线上的一个极大值；(B是振荡幅值；a是衰减系数，它表征的是该模式的包络线衰减的快慢；ω是振荡的角频率。)则当 a >0 时，
权利要求
1.一种基于直线法判别负阻尼振荡与强迫振荡的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 (1).获取实测振荡曲线； (2).选取每个振荡周期内最大值时刻点进行分析； (3).确认振荡为增幅振荡； (4).选取间隔大于4个振荡周期的两点形成直线方程； (5).对同一时间点在直线与实测曲线上的数值逐一作差，根据得到的结果对振荡类型进行判断。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步骤I中，通过PMU或WAMS的数据获取实测振荡曲线，对实测振荡曲线进行处理，得到主导振荡模式的正弦信号。
3.根据权利要求I或者2所述的方法，其特征在于，所述实测振荡曲线包括枢纽点、变电站母线的频率信号、联络线和发电机机端的有功功率信号曲线。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，选取的最大值时刻点为5-7 个。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步骤5中，比较直线方程时间段内各点的测量值与直线上之值的关系来辨别振荡性质，比较直线方程时间段外若干点的测量值与直线上之值的关系来再次确认振荡性质辨别结果的正确性。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,振荡曲线表示为x= Bsin (ω )-Beatsin (ω t),设t = &时,有X = X (t)为振荡曲线x的上包络线上的一个极大值； n,、 1(·2π+\.5π 、,，k- π七。5π , 贝Ij当 a >0 时,4=-，当 a <0 时,(二-，k = O, I, 2, 3. · ·,曲线ωωX达到每个振荡周期内的最大值X (ti);选取包络线上的两个时间点1^和tM, tM = tN+ (M-N)T，通过这两个点可以确定一条直线'(//,) =片^ +—,.V)，其中，M-N > 2，T为 tM N振汤周期； 对于任意tk = tN+(k-N)T，有实际测量值x(tk)和直线公式确定的计算值Ok) = x^lX) + ( !/)——f\ )，两者之差为L , —Lr JVl iV )=厂(々)-xOk) = χ0ν) + x(/l/) x(/v)(Λ;tM -fN 式中F(tk)表示tk时刻对应直线上的数值； x(tk)表示tk时刻对应振荡曲线上的数值。(1).当a > O 且 tN < tk < tM 时,必有 F(tk)_x(tk) > O ;当 a > O 且 tM < tk 时,必有 F(tk)-x(tk) < O ； (2).当a < O且 tN< tk< tM时，必有 F(tk)_x(tk) <0;当 a <0且 tM<tk时，必有 F(tk)-x(tk) > O ； 其中，B是振荡幅值；a是裳减系数；ω是振荡的角频率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，差值为正则振荡曲线模式为负阻尼振荡；否则振荡曲线模式为强迫振荡。
全文摘要
本发明提供了一种基于直线法判别负阻尼振荡与强迫振荡的方法，包括(1)获取实测振荡曲线；(2)选取每个振荡周期内最大值时刻点进行分析；(3)确认振荡为增幅振荡；(4)选取间隔大于4个振荡周期的两点形成直线方程；(5)对同一时间点在直线与实测曲线上的数值逐一作差，根据得到的结果对振荡类型进行判断。本发明提供的基于直线法判别负阻尼振荡与强迫振荡的方法，能够通过PMU或WAMS的数据，在初始十几个周波内快速识别出某个低频振荡是由于系统缺乏阻尼而导致的负阻尼低频振荡，还是由于系统中存在强迫扰动源引发的强迫振荡，以便快速采取抑制低频振荡的措施。
文档编号G01R31/00GK102928695SQ201210397698
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者刘增煌, 李莹, 李文锋, 陶向宇, 王官宏, 何凤军, 朱方 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司