一种基于综合振荡指标的电网扰动源定位方法技术

本发明专利技术提供一种基于综合振荡指标的电网扰动源定位方法，包括以下步骤：确定基本振荡指标；采用主成分分析法确定综合振荡指标；根据综合振荡指标对电网扰动源进行定位。本发明专利技术采用主成分分析法计算综合振荡指标，以贡献率的形式反映振荡相关指标的重要程度，最后通过对振荡综合指标值进行排序，可将振荡综合指标值最大的机组所在电厂定位为扰动源所在电厂；以指标贡献率的形式考虑了不同振荡指标的相对重要程度，从多个角度对扰动特征进行综合分析，将多个基本振荡指标中不同性质和不同量纲的指标综合成综合振荡指标，通过对该综合振荡指标的排序实现电网扰动源的准确定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统
，具体设及一种基于综合振荡指标的电网扰动源定 位方法。
技术介绍
电力系统中存在弱阻巧或负阻巧的振荡模式时容易出现低频振荡问题。当处于弱 阻巧或者负阻巧的电力系统受到各类或大或小的扰动时，会引起相关发电机组的功角不断 振荡，若不及时定位并排除扰动源可发展为全网机组的持续功角振荡，严重时可导致全网 解列和系统崩溃。因此，在着力建设坚强电网改善系统的阻巧特性的同时，必须准确地定位 出扰动源并及时采取措施，避免电网振荡失稳事故的发生。 电网发生振荡后，振荡源附近线路功率等电气量一般先出现振荡，并带动周围逐 渐扩大振荡范围。随着振荡的传播和范围的扩大，振荡幅度随能量的消耗而逐渐减小。因 此振荡源附近电气量具有起振早、振荡幅度大等特点，而距离振荡源越远则起振时间相对 越晚、振荡幅度相对越小。目前，电网扰动源定位相关研究多从如能量流等单一角度出发定 位扰动源。 电网发生扰动后，振荡势能、振幅和起振时间均对振荡源特性有一定反映。因此， 从振荡能量、振幅和起振时间等多个角度，通过提取机组振荡势能、起振时刻等振荡特征， 并结合多个振荡指标的特点加W综合分析，能更加准确地定位出扰动机组。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于综合振荡指标的电网扰动源 定位方法，通过基本振荡指标得到综合振荡指标，再根据综合振荡指标对电网扰动源完成 定位。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案： 本专利技术提供，所述方法包括W下步 骤： 步骤1;确定基本振荡指标； 步骤2;采用主成分分析法确定综合振荡指标； 步骤3 ;根据综合振荡指标对电网扰动源进行定位。 所述步骤1中，基本振荡指标包括机组势能、机组有功功率最大振幅、机组有功功 率相对最大振幅、机组振荡能量和振幅标么化起振时刻。 所述机组势能为机组出口有功功率变化量和机组出口母线频率变化量乘积的积 分，设共有m台机组，i= 1，2,…，m;第i台机组的势能为Ei表示为；[001 引（1)式（1)中，APi(t)表示第i台机组出口有功功率变化量，且AP心）=Pi(t)-Pe， Pi(t)表示第i台机组出口有功功率，p。表示第i台机组出口有功功率稳态值，t为采样点 序号，t= 0, 1，2,…，n，n为采样点总数；A(t)表示第i台机组出口母线频率变化量；ti 表示起始时刻，t2表示结束时刻； 所述机组有功功率最大振幅用于表征振荡幅值的最大值，第i台机组的有功功率 最大振幅APim。,表不为；[001 引APimax=Pimaxa)-Pe 似 式（2)中，Pim"(t)表示第i台机组出口有功功率最大值； 所述机组有功功率相对最大振幅用于描述振荡严重程度，第i台机组的有功功率 相对最大振幅。。"表示为； Fimax-APimax/Pe 做。 所述机组振荡能量为机组出口有功功率变化量对时间的积分，第i台机组的振荡 能量Ezi表示为：[00 川（4)其中，APi(t)表示第i台机组出口有功功率变化量，ti表示起始时刻，12表示结 束时刻； 根据第i台机组的有功功率相对最大振幅即可得到m台机组的有功功率相对 最大振幅的最大值Fm"，有； Fmax=max(Fimax) 妨所述振幅标么化起振时刻用于描述机组的起振时刻，设第i台机组的振幅标么化 起振时刻为为第i台机组的相对最大振幅FimJi到Fm"的百分比阔值对应的时刻， 百分比阔值取30%、50%或90%; 根据Fm"即可得到所有机组的振幅标么化起振时刻，对每台机组的振幅标么化起 振时刻进行升序排序，排序越靠前的机组，表明起振时刻越早。 所述步骤2具体包括W下步骤： 步骤2-1;建立振荡指标矩阵X，并对振荡指标矩阵X进行标准化处理，得到标准化 矩阵Z; 步骤2-2;根据标准化矩阵Z建立相关系数矩阵R; 步骤2-3;确定基础振荡指标的主成分； 步骤2-4;计算累计方差贡献率P，并选取重要主成分； 步骤2-5 ;计算综合振荡指标。[003引所述步骤2-1中，m台机组中，每台机组均有P个基本振荡指标，构成振荡指标矩 阵X，表示为：X= (Xy)mxp 做[00对式（1)中，X。.表示第i个机组的第j个基本振荡指标值，j= 1，2,…，P; 对Xu进行标准化处理，有：巧）[003引式（7)中，写和Sj.分别表示第j个基本振荡指标值的均值和均方差，且有Zu表示第i个机组的第j个基本振荡指标值标准化处 理后的值；[00測 由Z。组成标准化矩阵Z，且有： Z= (Zu)mxp=狂1，Z2,…，Zp) 做 标准化矩阵Z满足E狂j.) = 0且D狂P= 1，E狂P和D狂P分别表示标准化处理 后j个基本振荡指标在m个机组中取值的均值和方差。 所述步骤2-2中，根据标准化矩阵Z建立相关系数矩阵R，有：(9) 式（9)中，T表示矩阵转置。 所述步骤2-3中，确定相关系数矩阵R的P个特征值，若存在q个大于0的特征值， 且q《p，即入AA。>〇;由于基本振荡指标的主成分与所确定相关系数矩阵 R的q个大于0的特征值一一对应，于是q个主成分y。72,…，y。表示为：[004引（10) 将式（10)写成矩阵形式，有Y=ATZ，其中，Y表示q个主成分构成的矩阵，A表示 q个非零特征值对应的规范正交特征向量组成的矩阵，Z表示q个主成分构成的标准化矩 阵，且有：Y=[y。72,…，yjT (11)[004引（12) Z=垃，…，Z。] (蝴。 主成分之间互不相关，任一主成分对应的特征值即为该主成分的方差。 所述步骤2-4中，前q个主成分累计方差贡献率P表示为：(14) 式（14)中，Wy表示第V个主成分的方差对于总方差的贡献率，且：(15)[005引式（巧）中，AV表示第V个主成分的方差，Ar表示第r个主成分的方差，q，r《q;如果P达到70% -90 %，则选取P达到70% -90 %对应的前1个重要主成分代替 原有的P个基本振荡指标。 所述步骤2-5中，对于不同机组分别计算综合振荡指标f，有： f=Wiyi+W2y2+......+"术 (16)[00则式（16)中，wi表示第1个主成分的方差对于总方差的贡献率，y1表示第1个主成 分。 所述步骤3中，对各机组的综合振荡指标进行降序排序，综合振荡指标最大的机 组即为电网扰动源机组，完成电网扰动源的定位。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于： 1)为对电网振荡特征进行准确描述，从能量、振幅和起振时刻角度出发，提出并构 建机组势能、机组有功功率最大振幅、机组有功功率相对最大振幅、机组振荡能量和振幅标 么化起振时刻多个基本振荡指标； 2)采用主成分分析法计算综合振荡指标，W贡献率的形式反映振荡相关指标的重 要程度，最后通过对振荡综合指标值进行排序，可将振荡综合指标值最大的机组所在电厂 定位为扰动源所在电厂； 3)W指标贡献率的形式考虑了不同振荡指标的相对重要程度，从多个角度对扰动 特征进行综合分析，将多个基本振荡指标中不同性质和不同量纲的指标综合成综合振荡指 标，通过对该综合振荡指标的排序实现电网扰动源的准确定位。【附图说明】 图1是本专利技术实施例中基于综合振荡指标的电网扰动源定位方法流程图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。 如图1，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于综合振荡指标的电网扰动源定位方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：确定基本振荡指标；步骤2：采用主成分分析法确定综合振荡指标；步骤3：根据综合振荡指标对电网扰动源进行定位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范新桥，王赛，商显俊，奚江惠，邵德军，张文朝，
申请(专利权)人：国家电网公司，南京南瑞集团公司，国家电网公司华中分部，华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：北京;11