一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法及系统，属于电力系统技术领域。本发明专利技术方法，包括：获取广域测量系统对电力系统的输出功频信号实时监测的监测数据；对监测数据进行预处理，获取电力系统原动机侧的振荡信息；根据振荡信息确定电力系统原动机侧是否发生超低频振荡，当发生超低频振荡时，确定超低频振荡是否翻越频差上限，当翻越频差上限时，发出警报并对电力系统原动机侧以预设时段及预设层次投退阻尼控制器。本发明专利技术针对得到的振荡信息辨识出超低频段的频率振荡现象进行实时警报，使电力系统原动机侧引起的超低频率振荡现象得到有效抑制。

A method and system for the control of prime mover side on / off damping in power system

【技术实现步骤摘要】
一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法及系统
本专利技术涉及电力系统
，并且更具体地，涉及一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法及系统。
技术介绍
随着目前区域电网互联加快，在水电机组比例较高的直流送出系统及孤岛系统中陆续出现振荡频率低于0.1Hz的超低频率振荡现象。研究表明当前调速系统在满足电网一次调频动作快速性的同时，带来了明显的负阻尼。针对这种新出现的超低频振荡现象，研制了在调速系统侧安装的原动机调速系统附加阻尼器(GAD)，可以达到抑制超低频低频振荡、提高系统稳定性的目的。随着广域测量系统(WAMS)在电力系统的大规模建设以及在监测系统动态行为中的广泛应用，利用同步向量测量装置(PMU)监测直接对受扰系统的输出响应进行信号处理，可以辨识振荡信息以便控制振荡现象。在现有的各种信号分析的方法中，prony分析可以有效提取出振荡信号的衰减系数、振荡频率、阻尼比等重要特征。prony分析对于处理的信号质量要求很高，可容纳信噪比下限低。为了提升prony分析辨识精度目前主要有两类方法，一类从Prony算法本身弱抗噪性入手，另一类从数据预处理即滤波入手。考虑到预处理数据的快速性及易实现性，采用基于IIR数字滤波对待辨识信号做预处理，其相位精度及线性时延性能更好，可以准确提取目标频段低频振荡信号，滤去与低频振荡分析无关的高频及噪声信号。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法，包括：获取广域测量系统对电力系统的输出功频信号实时监测的监测数据；对监测数据进行预处理，获取电力系统原动机侧的振荡信息；根据振荡信息确定电力系统原动机侧是否发生超低频振荡，当发生超低频振荡时，确定超低频振荡是否翻越频差上限，当翻越频差上限时，发出警报并对电力系统原动机侧以预设时段及预设层次投退阻尼控制器。可选的，振荡信息，包括：电力系统原动机侧的超低频振荡主导模式的振幅、相位、频率和阻尼比。可选的，预处理，具体为：对监测数据进行滤波去直流分量处理。可选的，获取电力系统原动机侧的振荡信息，具体为：读取预处理后的监测信息，以监测信息为样本，计算样本函数及列写二阶矩样本矩阵，根据样本函数和二阶矩样本矩阵进行主导模式辨识，获取电力系统原动机侧的振荡信息。本专利技术还提出了一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的系统，包括：采集模块，获取广域测量系统对电力系统的输出功频信号实时监测的监测数据；预处理模块，对监测数据进行预处理，获取电力系统原动机侧的振荡信息；控制模块，根据振荡信息确定电力系统原动机侧是否发生超低频振荡，当发生超低频振荡时，确定超低频振荡是否翻越频差上限，当翻越频差上限时，发出警报并对电力系统原动机侧以预设时段及预设层次投退阻尼控制器。可选的，振荡信息，包括：电力系统原动机侧的超低频振荡主导模式的振幅、相位、频率和阻尼比。可选的，预处理，具体为：对监测数据进行滤波去直流分量处理。可选的，获取电力系统原动机侧的振荡信息，具体为：读取预处理后的监测信息，以监测信息为样本，计算样本函数及列写二阶矩样本矩阵，根据样本函数和二阶矩样本矩阵进行主导模式辨识，获取电力系统原动机侧的振荡信息。本专利技术利用实时测量技术对发电机角频率信号进行监测，使用有限长单位冲激响应数字滤波技术对实测信号数据进行预处理分析，针对得到的振荡信息辨识出超低频段的频率振荡现象进行实时警报，对不同频差、振荡频率设置对应的原动机调速系统附加阻尼器投退策略。本专利技术使电力系统原动机侧引起的超低频率振荡现象得到有效抑制。附图说明图1为本专利技术一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法流程图；图2为本专利技术一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法实施例有限冲击响应滤波器频谱曲线图；图3为本专利技术一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法实施例含噪音曲线的滤波效果曲线图；图4为本专利技术一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法实施例prony分析拟合结果曲线图；图5为本专利技术一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的系统结构图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。本专利技术提出了一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法，如图1所示，包括：获取广域测量系统对电力系统的输出功频信号实时监测的监测数据；对监测数据进行滤波去直流分量处理，获取电力系统原动机侧的振荡信息；获取电力系统原动机侧的振荡信息，具体为：读取预处理后的监测信息，以监测信息为样本，计算样本函数及列写二阶矩样本矩阵，根据样本函数和二阶矩样本矩阵进行主导模式辨识，获取电力系统原动机侧的振荡信息；振荡信息，包括：电力系统原动机侧的超低频振荡主导模式的振幅、相位、频率和阻尼比。根据振荡信息确定电力系统原动机侧是否发生超低频振荡，当发生超低频振荡时，确定超低频振荡是否翻越频差上限，当翻越频差上限时，发出警报并对电力系统原动机侧以预设时段及预设层次投退阻尼控制器。下面结合实施例对本专利技术进行进一步说明。获取广域测量系统(PMU)对电力系统的输出功频信号实时监测信息；首先采集PMU数据x(1),x(2),…,x(n)。其中，N为采样点数，x(n)为第n个采样值，n∈[1,N]；假设经过FIR滤波器的输出数据为y(1),y(2),…,y(n)。使用有限脉冲响应数字滤波技术对实测信号数据进行预处理，设置数字滤波器的性能指标，在MATLAB/Simulink中调用DigitalFilterDesign使用Kaser窗拟合滤波器的频率特性，如图2所示，直接根据技术指标设计滤波器的主要参数，计算出测量数据的算数平均值，并令每个量测数据减去均值，所得数据即实现去直流分量，滤波结果如图3所示。对时域数据进行Z变换即转化为复频域表达式，其中FIR滤波器系统表达式为：其中an是设计的数字滤波器系数。采用易于实现的窗函数法在时域上进行。数字滤波器的设计就是确定系数从而保证实现滤波器性能。本文选择Kaiser窗函数设计FIR低通滤波器，其主要的技术指标要求带通频率为超低频振荡频段在0.01～0.1Hz，阻带频率为2Hz；带通内允许的最大衰减0.1dB和阻带内最小衰减量40dB。在MATLAB/Simul本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法，所述方法包括：/n获取广域测量系统对电力系统的输出功频信号实时监测的监测数据；/n对监测数据进行预处理，获取电力系统原动机侧的振荡信息；/n根据振荡信息确定电力系统原动机侧是否发生超低频振荡，当发生超低频振荡时，确定超低频振荡是否翻越频差上限，当翻越频差上限时，发出警报并对电力系统原动机侧以预设时段及预设层次投退阻尼控制器。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电力系统原动机侧投退阻尼控制器的方法，所述方法包括：
获取广域测量系统对电力系统的输出功频信号实时监测的监测数据；
对监测数据进行预处理，获取电力系统原动机侧的振荡信息；
根据振荡信息确定电力系统原动机侧是否发生超低频振荡，当发生超低频振荡时，确定超低频振荡是否翻越频差上限，当翻越频差上限时，发出警报并对电力系统原动机侧以预设时段及预设层次投退阻尼控制器。


2.根据权利要求1所述的方法，所述振荡信息，包括：电力系统原动机侧的超低频振荡主导模式的振幅、相位、频率和阻尼比。


3.根据权利要求1所述的方法，所述预处理，具体为：对监测数据进行滤波去直流分量处理。


4.根据权利要求1所述的方法，所述获取电力系统原动机侧的振荡信息，具体为：读取预处理后的监测信息，以监测信息为样本，计算样本函数及列写二阶矩样本矩阵，根据样本函数和二阶矩样本矩阵进行主导模式辨识，获取电力系统原动机侧的振荡信息。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王官宏，李莹，张坤俊，魏巍，艾东平，杨超，陶向宇，陈刚，李文锋，格桑晋美，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网四川省电力公司，国家电网有限公司，国网西藏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11