一种电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法及系统，包括：在电力系统正常运行时，依据采集的电力系统各节点的相电压、相电流数据，设定当前节点；根据记忆化搜索算法搜索与所述当前节点相连的节点，对当前节点和与其相连节点的在线数据处理结果进行比较，定位次同步振荡源。本发明专利技术提供的技术方案，采用记忆化搜索的方法，大幅度的降低了计算量，提高了在线定位的速度。

A Method and System for On-line Disturbance Source Location of Subsynchronous Oscillation in Power System

The invention provides an on-line disturbance source location method and system for power system sub-synchronous oscillation, which includes: setting current node according to phase voltage and phase current data of each node of power system when the power system is in normal operation; searching the node connected with the current node according to memory search algorithm, and locating the on-line data of the current node and the connected node. The results are compared and the sub-synchronous oscillator is located. The technical scheme provided by the invention adopts the method of memory search, greatly reduces the calculation amount and improves the speed of online positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法及系统
本专利技术属于电力系统继电保护领域，涉及电力系统次同步振荡源定位，具体涉及一种电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法及系统。
技术介绍
次同步谐振是指电力线路串入固定电容器后,电力网络与发电机之间以一个或多个低于系统同步频率的固有振荡频率进行相互能量交换,从而危及发电机轴系安全的一种电力系统运行状态。交流输电系统中的串联电容补偿和电力电子装置，在一定条件下可能诱发电力系统次同步振荡问题，给电力系统造成了巨大的危害。电力系统为了保障可靠性，需要在短时间内迅速定位故障源，以尽可能小的代价切除故障，具体表现在负荷损失最低和切除故障所在电压等级最低。
技术实现思路
本专利技术提供一种电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法，采用同步相角测量技术，通过逐步布局全网关键测点的同步相角测量单元(PMU)，实现了对全网同步相角及电网主要数据的实时高速率采集。基于数据的可靠性和高速传输能力，本方法提供了以比幅比相为基础的电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法，包括：在电力系统正常运行时，依据采集的电力系统各节点的相电压、相电流数据，设定当前节点；根据记忆化搜索算法搜索与所述当前节点相连的节点，对当前节点和与其相连节点的在线数据处理结果进行比较，定位次同步振荡源。所述设定当前节点包括：对电力系统各节点进行在线数据处理，根据在线数据处理结果确定是否存在次同步振荡分量，选取任一存在次同步振荡分量的节点为当前节点。所述在线数据处理包括：对节点的相电压、相电流数据进行预处理，剔除无效数据与错误数据；对节点的相电压和相电流做快速傅里叶变换，提取频率范围为[0.15Hz,49.97Hz]的分量记为次同步分量，提取频率为50Hz的分量记为基频分量，计算所述次同步分量和基频分量的有效值和相角。根据记忆化搜索算法搜索与所述当前节点相连的节点，对当前节点和与其相连节点的在线数据处理结果进行比较，定位次同步振荡源包括：步骤1：搜索是否存在未被搜索过的和所述当前节点同一电压等级的节点，若存在，则执行步骤2，反之执行步骤4；步骤2：对搜索到的节点，进行在线检测，若该节点的故障特征值小于等于所述当前节点，则将该节点标记为已被搜索过，返回步骤1；若该节点的故障特征值大于所述当前节点，则执行步骤3；步骤3：判断该节点的次同步电流流向与所述当前节点的次同步电流流向是否相同，若相同，则标记该节点为已被搜索过，返回步骤1；若相反，则设定该节点为当前节点，并执行步骤4；步骤4：确定所述当前节点是否是其所在电压等级的边界节点，若不是，则执行步骤5，若是，则执行步骤6；步骤5：判断是否存在与所述当前节点相连的低电压等级的节点，若存在，则设定与所述当前节点相连的低电压等级的节点为当前节点，并返回步骤1，若不存在，则执行步骤6；步骤6：判定当前节点为该电力系统次同步振荡的故障源。步骤2所述的节点故障特征值为节点各相次同步分量的有效值与对应相基频分量的有效值之比的平均值。步骤3所述节点的次同步电流流向的确定包括：若所述当前节点存在任意一相电流的次同步分量相角和与所述当前节点同一电压等级、未被搜索过且故障特征值大于所述当前节点的节点对应相的电流次同步分量相角的差的绝对值小于90度，则两节点的次同步电流流向相同；反之，两节点的次同步电流流向相反。在设定当前节点之前还包括：将电力系统检测范围内所有节点按电压等级划分为不同的集合，对不同电压等级进行拓扑分析。所述各节点的相电压、相电流数据用PMU装置采集。本专利技术提供一种电力系统次同步振荡故障在线定位系统，包括：设定模块：在电力系统正常运行时，依据采集的电力系统各节点的相电压、相电流数据，设定当前节点；定位模块：根据记忆化搜索算法搜索与所述当前节点相连的节点，对当前节点和与其相连节点的在线数据处理结果进行比较，定位次同步振荡源。所述定位模块包括：搜索子模块，用于搜索是否存在未被搜索过的和所述当前节点同一电压等级的节点；比较子模块：用于对搜索到的未被搜索过的和所述当前节点同一电压等级的节点，进行在线数据处理，若该节点的故障特征值小于等于所述当前节点，则设定所述该节点为当前节点，且标记为已被搜索过；第一判断子模块，用于判断搜索到的与当前节点同一电压等级、未被搜索过且故障特征值大于所述当前节点的节点的次同步电流流向，若所述节点的次同步电流流向与所述当前节点的次同步电流流向相同，则标记所述节点为已被搜索过，若相反，则设定所述节点为当前节点；第二判断子模块，用于判定当前节点是否是其所在电压等级的边界节点，若是边界节点，则判定所述当前节点为该电力系统次同步振荡的故障源；第三判断子模块，用于当前节点不是边界节点时判断是否存在与所述当前节点相连的低电压等级的节点，若存在，则设定与所述当前节点相连的低电压等级的节点为当前节点，若不存在，则判定所述当前节点为该电力系统次同步振荡的故障源。所述比较子模块包括：在线数据处理单元；所述在线数据处理单元包括数据删选子单元和数据变换子单元：所述数据删选子单元，用于对节点的相电压、相电流数据进行预处理，剔除无效数据与错误数据；所述数据变换子单元，用于对节点的相电压和相电流做快速傅里叶变换，提取频率范围为[0.15Hz,49.97Hz]的分量记为次同步分量，提取频率为50Hz的分量记为基频分量，计算所述次同步分量和基频分量的有效值和相角。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：本专利技术提供的技术方案，采用记忆化搜索的方法，大幅度的降低了计算量，提高了在线定位的速度，保证了电力系统的可靠性，准确定位到故障源所在位置并切除故障，保证了不损失不必要的负荷；本专利技术提供的技术方案，对不同节点相电压、相电流数据进行在线数据处理，准确定位故障源。附图说明图1为本专利技术一种电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的电力系统次同步振荡在线自动故障定位方法流程图；图3为本专利技术实施例提供的某地区谐波潮流图；图4为本专利技术实施例提供的某地区地理接线图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1所示，本专利技术提供电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法，包括：在电力系统正常运行时，依据采集的电力系统各节点的相电压、相电流数据，设定当前节点；根据记忆化搜索算法搜索与所述当前节点相连的节点，对当前节点和与其相连节点的在线数据处理结果进行比较，定位次同步振荡源。所述设定当前节点包括：对电力系统各节点进行在线数据处理，根据在线数据处理结果确定是否存在次同步振荡分量，选取任一存在次同步振荡分量的节点为当前节点。所述在线数据处理包括：对节点的相电压、相电流数据进行预处理，剔除无效数据与错误数据；对节点的相电压和相电流做快速傅里叶变换，提取频率范围为[0.15Hz,49.97Hz]的分量记为次同步分量，提取频率为50Hz的分量记为基频分量，计算所述次同步分量和基频分量的有效值和相角。根据记忆化搜索，对当前节点和与其相连节点的在线数据处理结果进行比较，定位次同步振荡源包括：步骤1：搜索是否存在未被搜索过的和所述当前节点同一电压等级的节点，若存在，则执行步骤2，反之执行步骤4；步骤2：对搜索到的节点，进行在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法，其特征在于，包括：在电力系统正常运行时，依据采集的电力系统各节点的相电压、相电流数据，设定当前节点；根据记忆化搜索算法搜索与所述当前节点相连的节点，对当前节点和与其相连节点的在线数据处理结果进行比较，定位次同步振荡源。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法，其特征在于，包括：在电力系统正常运行时，依据采集的电力系统各节点的相电压、相电流数据，设定当前节点；根据记忆化搜索算法搜索与所述当前节点相连的节点，对当前节点和与其相连节点的在线数据处理结果进行比较，定位次同步振荡源。2.根据权利要求1所述的电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法，其特征在于，所述设定当前节点包括：对电力系统各节点进行在线数据处理，根据在线数据处理结果确定是否存在次同步振荡分量，选取任一存在次同步振荡分量的节点为当前节点。3.根据权利要求1或2所述的电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法，其特征在于，所述在线数据处理包括：对节点的相电压、相电流数据进行预处理，剔除无效数据与错误数据；对节点的相电压和相电流做快速傅里叶变换，提取频率范围为[0.15Hz,49.97Hz]的分量记为次同步分量，提取频率为50Hz的分量记为基频分量，计算所述次同步分量和基频分量的有效值和相角。4.根据权利要求3所述的电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法，其特征在于，根据记忆化搜索算法搜索与所述当前节点相连的节点，对当前节点和与其相连节点的在线数据处理结果进行比较，定位次同步振荡源包括：步骤1：搜索是否存在未被搜索过的和所述当前节点同一电压等级的节点，若存在，则执行步骤2，反之执行步骤4；步骤2：对搜索到的节点，进行在线检测，若该节点的故障特征值小于等于所述当前节点，则将该节点标记为已被搜索过，返回步骤1；若该节点的故障特征值大于所述当前节点，则执行步骤3；步骤3：判断该节点的次同步电流流向与所述当前节点的次同步电流流向是否相同，若相同，则标记该节点为已被搜索过，返回步骤1；若相反，则设定该节点为当前节点，并执行步骤4；步骤4：确定所述当前节点是否是其所在电压等级的边界节点，若不是，则执行步骤5，若是，则执行步骤6；步骤5：判断是否存在与所述当前节点相连的低电压等级的节点，若存在，则设定与所述当前节点相连的低电压等级的节点为当前节点，并返回步骤1，若不存在，则执行步骤6；步骤6：判定当前节点为该电力系统次同步振荡的故障源。5.根据权利要求4所述的电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法，其特征在于，步骤2所述的节点故障特征值为节点各相次同步分量的有效值与对应相基频分量的有效值之比的平均值。6.根据权利要求4所述的电力系统次同步振荡在线扰动源定位方法，其特征在于，步骤3所述节点的次同步电流流向的确定包括：若所述当前节点存在任意一相电流的次同步分量相角和与所述当前节点同一电压等级、未被...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莹，李文锋，王官宏，王晖，韩志勇，陶向宇，晏青，王衡，李照庭，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网新疆电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11