注入式次同步振荡频率在线监测方法、系统和电力系统技术方案

本发明专利技术公开基于STATCOM的注入式次同步振荡频率在线监测方法、系统和电力系统；其中，注入式次同步振荡频率在线监测方法用于包括静止同步补偿器STATCOM电路、发电站和主电网的电力系统；该注入式次同步振荡频率在线监测方法，包括：通过STATCOM电路向电力系统注入不同电流频率的参考电流；监测不同电流频率的参考电流所引发的发电站侧的电气量信息，以及主电网侧的电气量信息；根据发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息，计算每个电流频率对应的系统总等值阻抗；根据系统总等值阻抗与电流频率的对应关系，确定电力系统的次同步振荡频率。本发明专利技术的技术方案旨在解决现有技术中难以对电力系统中的次同步振荡进行定量分析的问题。

On line monitoring method, system and power system of injection subsynchronous oscillation frequency

【技术实现步骤摘要】
注入式次同步振荡频率在线监测方法、系统和电力系统
本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种注入式次同步振荡频率在线监测方法、系统和电力系统。
技术介绍
如今，新能源发电技术正不断发展，电力系统中新能源并网规模也日益扩大；随着并网规模的日益扩大，新能源技术中发电机组(如风电机组)也容易产生次同步振荡。次同步振荡一旦发生，将对发电机组的轴系造成巨大损害，严重的甚至会导致发电机组大量脱网，影响电力系统的安全稳定。为了避免上述情况，工作人员需要实时监测次同步振荡。目前，常见的次同步振荡监测方法是利用同步相量测量装置PMU对进行监测。该利用PMU监测次同步振荡的方法虽然能监测到次同步振荡的频率和幅值，但该方法只能在次同步振荡现象明显发生后才能监测和预警次同步振荡；而在未出现明显次同步振荡现象时，该方法无法妥善解决是否存在次同步振荡隐患的问题。为了解决上述无法及时排查次同步振荡隐患的问题，近年来，相关企业通常加装次同步振荡源，利用该次同步振荡源主动在线监测次同步振荡。其操作步骤具体如下：次同步振荡频率触发振荡监测阈值后，监测装置启动次同步录波，定位次同步振荡谐波源。根据其监测原理，该次同步振荡的主动监测方法相比传统的被动监测方法而言，其排查次同步振荡隐患的能力有一定提高。然而，上述监测方法具有一定的局现性：该监测方法虽然能够对电力系统中次同步振荡进行简单定位，却难以对次同步振荡进行定量分析，从而无法准确评估次同步振荡对电力系统的具体影响。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于STATCOM的注入式次同步振荡频率在线监测方法、系统和电力系统，旨在解决现有技术中通过增设次同步振荡源，难以对次同步振荡进行定量分析的问题。为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种基于STATCOM的注入式次同步振荡频率在线监测方法，用于电力系统，电力系统包括静止同步补偿器STATCOM电路、发电站和主电网，其中，STATCOM电路连接于发电站与主电网之间的并网点上；注入式次同步振荡频率在线监测方法，包括：通过STATCOM电路向电力系统注入不同电流频率的参考电流；监测不同电流频率的参考电流所引发的发电站侧的电气量信息，以及主电网侧的电气量信息；根据发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息，计算每个电流频率对应的系统总等值阻抗；根据系统总等值阻抗与电流频率的对应关系，确定电力系统的次同步振荡频率。优选地，注入式次同步振荡频率在线监测方法中，根据发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息，计算每个电流频率对应的系统总等值阻抗的步骤包括：对发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息分别进行傅里叶变换，分别得到s域形式的发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息，其中，电气量信息包括电流和电压；使用发电站侧的电流和电压，计算发电站侧阻抗；使用主电网侧的电流和电压，计算主电网侧阻抗；使用发电站侧阻抗和主电网侧阻抗，计算每个电流频率对应的系统总等值阻抗。优选地，注入式次同步振荡频率在线监测方法中，根据系统总等值阻抗与电流频率的对应关系，确定电力系统的次同步振荡频率的步骤包括：在不同电流频率对应的系统总等值阻抗中，查找阻抗值最小的系统总等值阻抗作为最小次同步分量阻抗；确定最小次同步分量阻抗对应的电流频率，作为次同步振荡频率。优选地，注入式次同步振荡频率在线监测方法中，通过STATCOM电路向电力系统注入不同电流频率的参考电流的步骤包括：在预设电流频率范围内，按照预设电流频率间隔递增或递减的顺序，向STATCOM电路中的STATCOM控制单元注入参考电流；通过STATCOM控制单元控制STATCOM电路中的门极可关断晶闸管GTO发送触发脉冲，以控制GTO向电力系统输出次同步分量电流。根据本专利技术的第二方面，本申请还提供了一种基于STATCOM的注入式次同步振荡频率在线监测系统，用于电力系统，电力系统包括静止同步补偿器STATCOM电路、发电站和主电网；其中，STATCOM电路连接于发电站与主电网之间的并网点上；注入式次同步振荡频率在线监测系统包括：参考电流输入模块，用于通过STATCOM电路向电力系统注入不同电流频率的参考电流；电气量信息获取模块，用于获取不同电流频率的参考电流所引发的发电站侧的电气量信息及主电网侧的电气量信息；系统总等值阻抗计算模块，用于根据发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息，计算每个电流频率对应的系统总等值阻抗；次同步振荡频率确定模块，用于根据系统总等值阻抗与电流频率的对应关系，确定电力系统的次同步振荡频率。优选地，注入式次同步振荡频率在线监测系统中，系统总等值阻抗计算模块包括：电气量信息变换子模块，用于对发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息分别进行傅里叶变换，分别得到s域形式的发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息，其中，电气量信息包括电流和电压；发电站侧阻抗计算子模块，用于使用发电站侧的电流和电压，计算发电站侧阻抗；主电网侧阻抗计算子模块，用于使用主电网侧的电流和电压，计算主电网侧阻抗；系统总等值阻抗计算子模块，用于使用发电站侧阻抗和主电网侧阻抗，计算每个电流频率对应的系统总等值阻抗。优选地，次同步振荡频率在线监测系统中，次同步振荡频率确定模块包括：最小次同步分量阻抗确定子模块，用于在不同电流频率对应的系统总等值阻抗中，查找阻抗值最小的系统总等值阻抗作为最小次同步分量阻抗；次同步振荡频率确定子模块，用于确定最小次同步分量阻抗对应的电流频率，作为次同步振荡频率。优选地，次同步振荡频率在线监测系统中，参考电流输入模块，包括：电流频率预设子模块，用于预设参考电流的电流频率范围和电流频率间隔；参考电流注入子模块，用于在第一电流频率范围内，按照第一电流频率间隔递增或递减的顺序，向STATCOM电路中的STATCOM控制单元注入参考电流；次同步分量电流输出子模块，用于通过STATCOM控制单元控制STATCOM电路中的门极可关断晶闸管GTO发送触发脉冲，触发脉冲用于控制GTO向电力系统输出次同步分量电流。根据本专利技术的第三方面，还提供了一种电力系统，包括：静止同步补偿器STATCOM电路、发电站和主电网，其中，STATCOM电路连接于发电站与主电网之间的并网点上；以及，上述任一项技术方案中的注入式次同步振荡频率在线监测系统。本专利技术的技术方案提供的基于STATCOM的注入式同步振荡频率在线监测方法，通过电力系统中自带的STATCOM电路相电力系统注入不同电流频率的参考电流，该参考电流注入到电力系统中将通过STATCOM电路的作用产生次同步电流分量，然后会引发电力系统中发电站和主电网侧的电气量变化，通过检测该发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息，能够计算每个电流频率对应的系统总等值阻抗，然后根据系统总等值阻抗与电力系统的次同步振荡频率的关系，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于STATCOM的注入式次同步振荡频率在线监测方法，其特征在于，用于电力系统，所述电力系统包括静止同步补偿器STATCOM电路、发电站和主电网，其中，所述STATCOM电路连接于所述发电站与主电网之间的并网点上；/n所述注入式次同步振荡频率在线监测方法，包括：/n通过所述STATCOM电路向所述电力系统注入不同电流频率的参考电流；/n监测不同电流频率的参考电流所引发的发电站侧的电气量信息，以及主电网侧的电气量信息；/n根据所述发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息，计算每个电流频率对应的系统总等值阻抗；/n根据所述系统总等值阻抗与所述电流频率的对应关系，确定所述电力系统的次同步振荡频率。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于STATCOM的注入式次同步振荡频率在线监测方法，其特征在于，用于电力系统，所述电力系统包括静止同步补偿器STATCOM电路、发电站和主电网，其中，所述STATCOM电路连接于所述发电站与主电网之间的并网点上；
所述注入式次同步振荡频率在线监测方法，包括：
通过所述STATCOM电路向所述电力系统注入不同电流频率的参考电流；
监测不同电流频率的参考电流所引发的发电站侧的电气量信息，以及主电网侧的电气量信息；
根据所述发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息，计算每个电流频率对应的系统总等值阻抗；
根据所述系统总等值阻抗与所述电流频率的对应关系，确定所述电力系统的次同步振荡频率。


2.根据权利要求1所述的注入式次同步振荡频率在线监测方法，其特征在于，所述根据发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息，计算每个电流频率对应的系统总等值阻抗的步骤，包括：
对所述发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息分别进行傅里叶变换，分别得到s域形式的发电站侧的电气量信息和主电网侧的电气量信息，其中，所述电气量信息包括电流和电压；
使用所述发电站侧的电流和电压，计算发电站侧阻抗；
使用所述主电网侧的电流和电压，计算主电网侧阻抗；
使用所述发电站侧阻抗和所述主电网侧阻抗，计算每个电流频率对应的系统总等值阻抗。


3.根据权利要求1所述的注入式次同步振荡频率在线监测方法，其特征在于，所述根据系统总等值阻抗与电流频率的对应关系，确定电力系统的次同步振荡频率的步骤，包括：
在不同电流频率对应的系统总等值阻抗中，查找阻抗值最小的系统总等值阻抗作为最小次同步分量阻抗；
确定所述最小次同步分量阻抗对应的电流频率，作为所述次同步振荡频率。


4.根据权利要求1所述的注入式次同步振荡频率在线监测方法，其特征在于，所述通过STATCOM电路向电力系统注入不同电流频率的参考电流的步骤，包括：
在预设电流频率范围内，按照预设电流频率间隔递增或递减的顺序，向所述STATCOM电路中的STATCOM控制单元注入所述参考电流；
通过所述STATCOM控制单元控制所述STATCOM电路中的门极可关断晶闸管GTO发送触发脉冲，以控制所述GTO向所述电力系统输出次同步分量电流。


5.一种基于STATCOM的注入式次同步振荡频率在线监测系统，其特征在于，用于电力系统，所述电力系统包括静止同步补偿器STATCOM电路、发电站和主电网；其中，所述STATCOM电路连接于所述发电站与主电网之间的并网点上；
所述注入式次同步振...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建华，厉志波，岳啸鸣，侯惠昭，马建胜，
申请(专利权)人：润电能源科学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41