一种电力系统强迫振荡源定位的耗散能量谱方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统强迫振荡源定位的耗散能量谱方法，所述方法包括：对各输入数据的偏差值进行STFT，获得所对应的复数矩阵；利用各参数偏差值的STFT复数矩阵计算每台发电机的耗散能量谱；分析耗散能量谱，获取主导振荡频率；提取出主导振荡频率处所对应的耗散能量谱；将n台发电机主导振荡频率处所对应的耗散能量谱进行对比；输出耗散能量谱为负且其绝对值最大的发电机为强迫振荡源定位结果。本发明专利技术无需分解时域强迫振荡分量，有效提高了振荡源定位的计算效率，显著提高了强迫振荡源的定位效率。的定位效率。的定位效率。

A dissipative energy spectrum method for forced oscillation source location in power system

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统强迫振荡源定位的耗散能量谱方法


[0001]本专利技术涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于耗散能量谱(dissipation energy spectrum， DES)的电力系统强迫振荡源频域定位方法。

技术介绍

[0002]电力系统强迫振荡(forced oscillation，FO)是由持续性的周期扰动引起的一种振荡现象，当扰动频率与系统固有振荡频率接近时，将发生共振，导致电力系统各电气量参数振幅增大，对电力系统安全稳定运行造成巨大威胁
[1
‑
3]。2010年7月14日，三峡电厂某机组因PSS (电力系统稳定器)参数整定不当，引发厂内各机组及送出交流线路发生了不同程度的强迫振荡，最后通过定位并隔离扰动源才抑制电厂的强迫振荡
[4]；2019年1月11日，美国东部电力系统某发电厂因汽轮机控制系统故障，诱发了振荡频率为0.25Hz的全网强迫功率振荡，最后通过切除振荡源发电机才消除电网的强迫振荡
[5]。上述两起电网强迫振荡事件表明：当电力系统发生强迫振荡时，若不及时采取措施抑制，将会给电力系统的安全稳定运行带来严重危害。由于电力系统强迫振荡具有随机性强、振幅大、起振快、传播范围广、失去振荡源后迅速平息等特点
[6]，传统预防措施很难有效发挥作用，目前工程中常用的方法是快速定位并切除振荡源。因此，快速、准确定位振荡源是抑制电力系统强迫振荡的首要问题
[7]。
[0003]随着电力系统中广域量测系统(Wide Area Measurement System，WAMS)的不断成熟，电力系统强迫振荡源的定位多借助广域量测信息来实现
[8]。根据定位原理不同，这些方法主要分为4类：阻尼转矩法
[9]、模态估计法
[10]、行波法
[11]、能量函数法
[12
‑
15]。但是，阻尼转矩法物理上解释较为清晰，在线性能高，但对强迫振荡源定位效果不好，准确性一般
[9]。模式识别法适合多模式振荡，在线性能较高，但缺乏理论基础，有时会发生不明原因的误判，准确性一般
[10]。行波法可快速定位振荡源，在线性能高，准确性较高，但行波法需要各振荡信号准确的到达时间，且各节点间响应的滞后关系有待研究
[11]。能量函数法概念清晰，便于实际应用，在线性能高，准确性高，但是需要对负荷模型和网络有较高的要求。总之，基于能量法的电力系统强迫振荡源定位是目前应用最为广泛的强迫振荡源定位方法
[12]。但传统的能量函数法在定位电力系统强迫振荡源时需要详细的模型和元件的参数
[13]，而基于广域量测信息所提出的耗散能量流(Dissipation Energy Flow，DEF)法定位振荡源，其证明了能量消耗与阻尼转矩的一致性，其借助发电机消耗或发出的能量可实现强迫振荡源的在线定位
[14]。但在计算电力系统时域耗散能量流时，由于实际量测信号中含有大量的冗余信息和噪声信息，不能直接使用。需对量测数据进行带通滤波或同步压缩变换提取出与强迫振荡模式强相关的时域分量，然后再根据所提取的时域电气分量计算各元件在强迫振荡模式下的耗散能量流以提高强迫振荡源定位准确性
[15
‑
16]。但在对广域量测信息进行带通滤波涉及到强迫振荡模式的频率辨识和强迫振荡分量的时域分解，计算过程较为复杂，计算效率较低。
[0004]因此，如何快速确定系统发生强迫振荡时的主导振荡频率，进而定位电力系统强
迫振荡源，仍需进一步研究。
[0005]参考文献
[0006][1]汤涌，电力系统强迫功率振荡的基础理论[J].电网技术，2006，30(10)：29
‑
33.
[0007][2]ChevalierS，VorobevP，TuritsynK.Apassivityinterpretationofenergy
‑
basedforcedoscillationsourcelocationmethods[J].IEEETransactionsonPowerSystems，2020，35(5):3588
‑
3602.
[0008][3]蒋平，郑斌青，冯双，等.考虑发电机控制装置的低频振荡定位及识别方法[J].电力系统自动化，2017，41(18)：40
‑
45.
[0009][4]张剑云，李明节，周济等.三峡巨型电站异常功率波动仿真与试验研究[J].中国电机工程学报，2012，32(16)：122
‑
129.
[0010][5]ZhuLin，YuWenpeng，JiangZhihao，etal.AcomprehensivemethodtomitigateforcedoscillationsinlargeinterconnectedPowerGrids[J].IEEEAccess，2021，9：22503
‑
22515.
[0011][6]栾某德.电力系统强迫振荡扰动源定位研究[D].浙江大学，2020.
[0012]LuanMoude.Researchonoscillationsourcelocationofpowersystemforcedoscillations[D].Zhejiang：ZhejiangUniversity，2020.
[0013][7]ChevalierS，VorobevP，TuritsynK.AbayesianapproachtoforcedoscillationsourceLocationgivenuncertaingeneratorparameters[J].IEEETransactionsonPowerSystems，2019，34(2)：1641
‑
1649.
[0014][8]段刚，严亚勤，谢晓冬，等.广域相量测量技术发展现状与展望[J].电力系统自动化，2015(1)：79
‑
86.
[0015][9]GaoY，LiuDC，HuangGB，etal.Locatingmethodofdisturbancesourceofforcedpoweroscillationbasedonpronyanyasis[C].2012ChinaInternationalConferenceonElectricityDistribution,Shanghai，China；2012：10
‑
14.
[0016][10]SarmadiSAN，VenkatasubramanianV.Inter
‑
arearesonanceinpowersystemsfromforcedoscillations[J].IEEETransactionsonPowerSystems，2016，31(1)：378
‑
386.
[0017本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统强迫振荡源定位的耗散能量谱方法，其特征在于，所述方法包括：对各输入数据的偏差值进行STFT，获得所对应的复数矩阵；利用各参数偏差值的STFT复数矩阵计算每台发电机的耗散能量谱；分析耗散能量谱，获取主导振荡频率；提取出主导振荡频率处所对应的耗散能量谱；将n台发电机主导振荡频率处所对应的耗散能量谱进行对比；输出耗散能量谱为负且其绝对值最大的发电机为强迫振荡源定位结果。2.根据权利要求1所述的一种电力系统强迫振荡源定位的耗散能量谱方法，其特征在于，所述利用各参数偏差值的STFT复数矩阵计算每台发电机的耗散能量谱具体为：支路L
ij
时域耗散能量关于时间t的时域能量表达式：其中，为时频域耗散能量；支路L
ij
耗散能量关于频率F的频域能量表达式：其中，为流经支路L
ij
的频域耗散能量在频率F处的值；和分别为有功功率变化量ΔP
ij
和节点频率变化量Δf
j
的STFT；*表示共轭；和为无功功率变化量ΔQ
ij
和电压幅值...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜涛，李雪，陈厚合，高浛，李国庆，叶楠，郭佳静，张儒峰，刘博涵，王长江，李本新，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：