一种基于测量波形的次同步振荡识别方法技术

本发明专利技术提供一种基于测量波形的次同步振荡识别方法，包括：步骤1，测量传输线两端的时域电压、以及传输线上的时域电流；步骤2，根据步骤1测量得到的传输线两端的时域电压计算传输线上两端的电压差，并根据串联补偿系统以及传输线上的时域电流构建传输线上两端的电压差的表达式；步骤3，通过测量得到电流时移大小以及阻抗，并根据电流时移大小以及阻抗计算出辅助电压降；步骤4，根据传输线上两端的电压差以及辅助电压降，得到一个只包含次同步振荡分量的电压波形；步骤5，根据步骤4得到的电压波形，提取出次同步振荡的频率、阻尼比以及幅值，实现次同步振荡的识别。本发明专利技术能够解决现有技术缺乏有效的方法对次同步振荡进行识别的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于测量波形的次同步振荡识别方法


[0001]本专利技术涉及电网
，特别是涉及一种基于测量波形的次同步振荡识别方法。

技术介绍

[0002]风能作为新能源的一种，已得到广泛推广和应用，然而，风电场连接到串联补偿网络时，存在着不稳定的次同步振荡（subsynchronous resonance，简称SSR），SSR会导致发电厂大量的电能损失，严重时可以摧毁大量的风轮发电机。即使在正常的运行期间，SSR也是极有可能发生的。
[0003]因此，需要对次同步振荡进行识别，对次同步振荡的识别主要是要计算出次同步振荡的频率、阻尼比以及幅值，然而现有技术缺乏有效的方法在早期阶段对次同步振荡进行识别。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于测量波形的次同步振荡识别方法，以解决现有技术缺乏有效的方法对次同步振荡进行识别的问题。
[0005]一种基于测量波形的次同步振荡识别方法，包括：步骤1，测量传输线两端的时域电压、以及传输线上的时域电流；步骤2，根据步骤1测量得到的传输线两端的时域电压计算传输线上两端的电压差，并根据串联补偿系统以及传输线上的时域电流构建传输线上两端的电压差的表达式；步骤3，通过测量得到电流时移大小以及阻抗，并根据电流时移大小以及阻抗计算出辅助电压降；步骤4，根据传输线上两端的电压差以及辅助电压降，得到一个只包含次同步振荡分量的电压波形；步骤5，根据步骤4得到的电压波形，提取出次同步振荡的频率、阻尼比以及幅值，实现次同步振荡的识别。
[0006]根据本专利技术提供的基于测量波形的次同步振荡识别方法，根据串联补偿系统以及传输线上的时域电流构建传输线上两端的电压差的表达式，再通过测量得到电流时移大小以及阻抗，并根据电流时移大小以及阻抗计算出辅助电压降，进而得到一个只包含次同步振荡分量的电压波形，最后通过得到的电压波形，提取出次同步振荡的频率、阻尼比以及幅值，实现次同步振荡的识别，本专利技术能够在次同步振荡发生的早期阶段，对次同步振荡进行快速、精确的识别，让风电场能够提前做好防护，最大限度的降低风电场次同步振荡发生的概率，避免因次同步振荡导致的电能质量损失相关问题，并且该识别方法还能够在存在谐波失真以及波形采样率较低的情况下准确运行，稳定性高。
附图说明
[0007]图1为一实施例的基于测量波形的次同步振荡识别方法的流程图。
具体实施方式
[0008]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0009]请参阅图1，一种基于测量波形的次同步振荡识别方法，包括步骤1~步骤5：步骤1，测量传输线两端的时域电压、以及传输线上的时域电流。
[0010]其中，步骤1中，传输线两端的时域电压分别为第一时域电压V1和第二时域电压V2，以及传输线上的时域电流I1可直接测量得到。此外，传输线两端的时域电压以及传输线上的时域电流还满足以下条件式：其中，V
10
是第一时域电压V1的基频分量，V
1ω
是第一时域电压V1的次同步振荡分量，V
20
是第二时域电压V2的基频分量，V
2ω
是第二时域电压V2的次同步振荡分量，I
10
是时域电流I1的基频分量，I
1ω
是时域电流I1的次同步振荡分量；是第一时域电压V1中基频分量的相位角，是第一时域电压V1中次同步振荡分量的相位角，是第二时域电压V2中基频分量的相位角，是第二时域电压V2中次同步振荡分量的相位角，是时域电流I1中基频分量的相位角，是时域电流I1的次同步振荡分量的相位角，f0是基频频率，f
ω
是次同步振荡的频率，为次同步振荡的阻尼比，t为时间。
[0011]步骤2，根据步骤1测量得到的传输线两端的时域电压计算传输线上两端的电压差，并根据串联补偿系统以及传输线上的时域电流构建传输线上两端的电压差的表达式。
[0012]其中，步骤2中，传输线上两端的电压差；所述串联补偿系统包括串联连接在传输线两端之间的电容器、电感以及电阻，构建的传输线上两端的电压差的表达式为：其中，R表示所述电阻的阻值，L表示所述电感的电感值，C表示所述电容器的电容值，为时域电流的微分形式，为时域电流的积分形式，为传输线两端电压差基频
分量的阻抗角，为传输线两端电压差次同步振荡分量的阻抗角；、的表达为：的表达为：。
[0013]由上述公式可以看出，传输线上两端的电压差由基频分量以及SSR分量构成。
[0014]步骤3，通过测量得到电流时移大小以及阻抗，并根据电流时移大小以及阻抗计算出辅助电压降。
[0015]其中，辅助电压降的计算公式为：其中，为时移之后的电流大小，Z0为基频分量的阻抗；基频分量的阻抗Z0满足以下条件式：。
[0016]步骤4，根据传输线上两端的电压差以及辅助电压降，得到一个只包含次同步振荡分量的电压波形。
[0017]为了消除传输线上的基频分量，根据传输线上两端的电压差以及辅助电压降，得到一个只包含次同步振荡分量的电压波形。
[0018]其中，电压波形的表达式为：其中，A为同步振荡幅值，为次同步振荡分量的阻抗，为电压的相角；
、满足以下条件式：满足以下条件式：。
[0019]步骤5，根据步骤4得到的电压波形，提取出次同步振荡的频率、阻尼比以及幅值，实现次同步振荡的识别。
[0020]其中，根据步骤4得到的电压波形，通过检测中一个过零点的时刻和随后的峰值的时刻来获得次同步振荡的频率f
ω
，f
ω
的表达式为：其中，t2是电压过零点的峰值时刻，t1是电压交叉过零点的时刻；步骤5中，同步振荡的幅值的表达式为：步骤5中，次同步振荡的阻尼比通过下式计算得到：其中，表示两个波形峰值之间的时间，为第二次峰值电流的电流大小，为第一次峰值电流的电流大小，ln表示对数运算符。
[0021]此外，所述方法还包括：在识别到次同步振荡时，根据步骤5得到的同步振荡的频率、阻尼比以及幅值，计算出电流波形的实际同步振荡分量，的表达式为：的表达式为：其中，表示时间偏移量。
[0022]应当注意的是，是一个电流值，在辅助电压降表达式以及电流波形的表达式中，时间偏移量很小，具体实施时可以忽略不计，对于一个整数的样本数而言，SSR的电流波形通过整数样本的移位来获取最接近辅助电压降以及电流波形使用的期望值的时间移位。
[0023]对本专利技术的方法在一个电路中进行了测试，该电路由一个基于DFIG的风电场组成，该风电场通过一条200 km的串联补偿线路连接到电网。该方法是在MATLAB/Simulink电力系统软件中设计的，感应电机采用六重模型，发电机轴采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于测量波形的次同步振荡识别方法，其特征在于，包括：步骤1，测量传输线两端的时域电压、以及传输线上的时域电流；步骤2，根据步骤1测量得到的传输线两端的时域电压计算传输线上两端的电压差，并根据串联补偿系统以及传输线上的时域电流构建传输线上两端的电压差的表达式；步骤3，通过测量得到电流时移大小以及阻抗，并根据电流时移大小以及阻抗计算出辅助电压降；步骤4，根据传输线上两端的电压差以及辅助电压降，得到一个只包含次同步振荡分量的电压波形；步骤5，根据步骤4得到的电压波形，提取出次同步振荡的频率、阻尼比以及幅值，实现次同步振荡的识别。2.根据权利要求1所述的基于测量波形的次同步振荡识别方法，其特征在于，步骤1中，传输线两端的时域电压分别为第一时域电压V1和第二时域电压V2，传输线两端的时域电压以及传输线上的时域电流满足以下条件式：其中，V
10
是第一时域电压V1的基频分量，V
1ω
是第一时域电压V1的次同步振荡分量，V
20
是第二时域电压V2的基频分量，V
2ω
是第二时域电压V2的次同步振荡分量，I
10
是时域电流I1的基频分量，I
1ω
是时域电流I1的次同步振荡分量；是第一时域电压V1中基频分量的相位角，是第一时域电压V1中次同步振荡分量的相位角，是第二时域电压V2中基频分量的相位角，是第二时域电压V2中次同步振荡分量的相位角，是时域电流I1中基频分量的相位角，是时域电流I1的次同步振荡分量的相位角，f0是基频频率，f
ω
是次同步振荡的频率，为次同步振荡的阻尼比，t为时间。3.根据权利要求2所述的基于测量波形的次同步振荡识别方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：高波，刘平平，韩建，李泽文，邓芳明，韦宝泉，曾晗，于小四，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：