一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法及装置，属于电力系统及其自动化技术领域，本发明专利技术在WAMS主站低频振荡监视分析功能读取各监视设备PMU实时数据后，进行低频振荡监视分析前，根据各数据点之间的变化量和各设备的额定功率筛查异常数据，再对异常数据进行修复，并对PMU数据进行滤波采样，保证低频振荡监视分析计算效率及计算准确。

A PMU data processing method and device for on-line analysis of low frequency oscillation

【技术实现步骤摘要】
一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法及装置
本专利技术属于电力系统自动化
，更准确地说，本专利技术涉及一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法及装置。
技术介绍
随着电网规模的不断扩大以及可再生能源接入，电网结构和运行特性愈加复杂，对电网的实时运行情况在线监视提出更高的要求。目前国分省各级调度中心主站的都建设了WAMS(WideAreaMeasurementSystem)广域监测系统，用于电网多频振荡在线监视。为各调度中心WAMS应用提供基础数据的PMU(相量量测单元)装置已在所有大型发电厂、500kV以上变电站及220kV枢纽变电站安装部署。WAMS系统常用的低频振荡分析算法为PRONY(普罗尼)分析算法，该算法对数据质量要求较高，数据中的噪声对分析结果有影响。然而在实际工程中，PMU测量数据存在测量不准确、量测错误、突变、毛刺等许多问题，可能导致计算结果偏离真实值，甚至得到错误结论。并且当数据量较大时，PRONY分析算法的计算速度无法满足在线实时计算的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法及装置，在WAMS主站低频振荡监视分析功能读取各监视设备PMU实时数据后，根据各数据点之间的变化量和各设备的额定功率筛查异常数据并修复，再对PMU数据进行采样，形成用于PRONY分析的输出数据，保证低频振荡监视分析计算效率及计算准确。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法，包括：获取低频振荡监视设备的静态参数，以及获取在线分析时间窗口内低频振荡监视设备的PMU量测数据；筛选所述低频振荡监视设备的PMU量测数据的突变量测数据；根据低频振荡监视设备的静态参数对所述突变量测数据进行合理性检查，识别异常量测数据；对所述异常量测数据进行修正，形成修正后的量测数据响应曲线；对修正后的量测数据响应曲线进行滤波，形成用于低频振荡在线分析的动态响应曲线。进一步的，所述低频振荡监视设备的静态参数从能量管理系统中获取，包括：发电机有功出力上限，交流线路的事故后允许载流量和变压器绕组额定电流。进一步的，所述获取在线分析时间窗口内低频振荡监视设备的PMU量测数据，包括：根据低频振荡监视的频率范围确定在线分析的时间窗口长度；从广域监测系统中获取对应时间窗口内低频振荡监视设备的PMU量测数据，包括：发电机监视设备的有功，交流线路监视设备的有功和电流，以及变压器绕组监视设备的有功和电流。进一步的，所述筛选所述低频振荡监视设备的PMU量测数据的突变量测数据，包括：计算各个量测数据相对于前一个量测数据的变化量：ΔDn＝Dn-Dn-1，其中，Dn为量测数据n对应的数值，Dn-1为量测数据n-1对应的数值，ΔDn为量测数据n相对于量测数据n-1的变化量；计算各个量测数据的突变量浮动门槛值：其中，Δe'n为量测数据n的突变量浮动门槛值，k为计算突变量浮动门槛值的量测数据个数；如果ΔDn≥Δe'n，则量测数据n为突变量测数据。进一步的，根据低频振荡监视设备的静态参数对所述突变量测数据进行合理性检查，识别异常量测数据，包括：识别发电机有功异常量测数据：若|PG|≥kG*PGmax，则为发电机有功异常量测数据，其中，PGmax为发电机有功出力上限，kG为设定的发电机有功功率筛查系数，PG为发电机有功突变量测数据；识别交流线路电流异常量测数据：若IL＞kL*ILmax，则为交流线路电流异常量测数据，其中，ILmax为交流线路的事故后允许载流量，kL为设定的交流线路电流筛查系数，IL为交流线路电流突变量测数据；识别交流线路有功异常量测数据：若|PL|＞kL*PLmax，则为交流线路有功异常量测数据，其中，PLmax为根据交流线路的事故后允许载流量和交流线路额定电压计算出的线路最大功率，PL为交流线路有功突变量测数据；识别变压器绕组电流异常量测数据：若IT＞kT*ITmax，则为该变压器电流异常量测数据，其中，ITmax为变压器绕组额定电流，kT为设定的变压器绕组电流筛查系数，IT为变压器绕组电流突变量测数据；识别变压器绕组有功异常量测数据：若|PT|＞kT*PTmax，则为该变压器有功异常量测数据，其中，PTmax为变压器绕组额定容量，PT为变压器绕组有功突变量测数据。进一步的，所述对所述异常量测数据进行修正，形成修正后的量测数据响应曲线，包括：采用异常量测数据的前两个正常量测数据和后两个正常量测数据的平均值作为异常量测数据的修正值。进一步的，所述对修正后的量测数据响应曲线进行滤波，形成用于低频振荡在线分析的动态响应曲线，包括：对所述修正后的量测数据响应曲线进行频谱分析，确定频谱分析结果中振荡幅值最大对应的频率分量；将频谱分析结果中振荡幅值最大对应的频率分量作为主导模式，根据主导模式频率确定带通滤波器的频率上限和频率下限；根据所述频率上限和频率下限，对修正后的量测数据响应曲线进行滤波，形成用于低频振荡在线分析的动态响应曲线。进一步的，根据主导模式频率确定带通滤波器的频率上限和频率下限，包括：带通滤波器的频率上限为：fs+Δfc，带通滤波器的频率下限为：fs-Δfc，其中，fs为主导模式频率，Δfc为根据实际需要设定的频率参数。本专利技术还提供一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理装置，包括：获取模块，用于获取低频振荡监视设备的静态参数，以及获取在线分析时间窗口内低频振荡监视设备的PMU量测数据；筛选模块，用于筛选所述低频振荡监视设备的PMU量测数据的突变量测数据；识别模块，用于根据低频振荡监视设备的静态参数对所述突变量测数据进行合理性检查，识别异常量测数据；修正模块，用于对所述异常量测数据进行修正，形成修正后的量测数据响应曲线；以及滤波模块，用于对修正后的量测数据响应曲线进行滤波，形成用于低频振荡在线分析的动态响应曲线。进一步的，所述筛选模块具体用于，计算各个量测数据相对于前一个量测数据的变化量：ΔDn＝Dn-Dn-1，其中，Dn为量测数据n对应的数值，Dn-1为量测数据n-1对应的数值，ΔDn为量测数据n相对于量测数据n-1的变化量；计算各个量测数据的突变量浮动门槛值：其中，Δe'n为量测数据n的突变量浮动门槛值，k为计算突变量浮动门槛值的量测数据个数；如果ΔDn≥Δe'n，则判断量测数据n为突变量测数据。进一步的，所述识别模块具体用于，识别发电机有功异常量测数据：若|PG|≥kG*PGmax，则为发电机有功异常量测数据，其中，PGmax为发电机有功出力上限，kG为设定的发电机有功功率筛查系数，PG为发电机有功突变量测数据；识别交流线路电流异常量测数据：若IL＞kL*ILmax，则为交流线路电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法，其特征在于，包括：/n获取低频振荡监视设备的静态参数，以及获取在线分析时间窗口内低频振荡监视设备的PMU量测数据；/n筛选所述低频振荡监视设备的PMU量测数据的突变量测数据；/n根据低频振荡监视设备的静态参数对所述突变量测数据进行合理性检查，识别异常量测数据；/n对所述异常量测数据进行修正，形成修正后的量测数据响应曲线；/n对修正后的量测数据响应曲线进行滤波，形成用于低频振荡在线分析的动态响应曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法，其特征在于，包括：
获取低频振荡监视设备的静态参数，以及获取在线分析时间窗口内低频振荡监视设备的PMU量测数据；
筛选所述低频振荡监视设备的PMU量测数据的突变量测数据；
根据低频振荡监视设备的静态参数对所述突变量测数据进行合理性检查，识别异常量测数据；
对所述异常量测数据进行修正，形成修正后的量测数据响应曲线；
对修正后的量测数据响应曲线进行滤波，形成用于低频振荡在线分析的动态响应曲线。


2.根据权利要求1所述的一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法，其特征在于，所述低频振荡监视设备的静态参数从能量管理系统中获取，包括：发电机有功出力上限，交流线路的事故后允许载流量和变压器绕组额定电流。


3.根据权利要求1所述的一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法，其特征在于，所述获取在线分析时间窗口内低频振荡监视设备的PMU量测数据，包括：
根据低频振荡监视的频率范围确定在线分析的时间窗口长度；
从广域监测系统中获取对应时间窗口内低频振荡监视设备的PMU量测数据，包括：发电机监视设备的有功，交流线路监视设备的有功和电流，以及变压器绕组监视设备的有功和电流。


4.根据权利要求3所述的一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法，其特征在于，所述筛选所述低频振荡监视设备的PMU量测数据的突变量测数据，包括：
计算各个量测数据相对于前一个量测数据的变化量：
ΔDn＝Dn-Dn-1，
其中，Dn为量测数据n对应的数值，Dn-1为量测数据n-1对应的数值，ΔDn为量测数据n相对于量测数据n-1的变化量；
计算各个量测数据的突变量浮动门槛值：



其中，Δe'n为量测数据n的突变量浮动门槛值，k为计算突变量浮动门槛值的量测数据个数；
如果ΔDn≥Δe'n，则量测数据n为突变量测数据。


5.根据权利要求4所述的一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法，其特征在于，根据低频振荡监视设备的静态参数对所述突变量测数据进行合理性检查，识别异常量测数据，包括：
识别发电机有功异常量测数据：若|PG|≥kG*PGmax，则为发电机有功异常量测数据，其中，PGmax为发电机有功出力上限，kG为设定的发电机有功功率筛查系数，PG为发电机有功突变量测数据；
识别交流线路电流异常量测数据：若IL＞kL*ILmax，则为交流线路电流异常量测数据，其中，ILmax为交流线路的事故后允许载流量，kL为设定的交流线路电流筛查系数，IL为交流线路电流突变量测数据；
识别交流线路有功异常量测数据：若|PL|＞kL*PLmax，则为交流线路有功异常量测数据，其中，PLmax为根据交流线路的事故后允许载流量和交流线路额定电压计算出的线路最大功率，PL为交流线路有功突变量测数据；
识别变压器绕组电流异常量测数据：若IT＞kT*ITmax，则为该变压器电流异常量测数据，其中，ITmax为变压器绕组额定电流，kT为设定的变压器绕组电流筛查系数，IT为变压器绕组电流突变量测数据；
识别变压器绕组有功异常量测数据：若|PT|＞kT*PTmax，则为该变压器有功异常量测数据，其中，PTmax为变压器绕组额定容量，PT为变压器绕组有功突变量测数据。


6.根据权利要求1所述的一种用于低频振荡在线分析的PMU数据处理方法，其特征在于，所述对所述异常量测数据进行修正，形成修正后的量测数据响应曲线，包括：
采用异常量测数据的前两个正常量测数据和后两个正常量测数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯贤波，陈颖杰，张钢，徐伟，魏平，杨君军，霍超，鲍颜红，任冲，周海峰，任先成，
申请(专利权)人：国家电网公司西北分部，国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61