宽频振荡广域监测系统和宽频振荡源定位方法技术方案

本申请提供了一种宽频振荡广域监测系统和宽频振荡源定位方法，包括：多个信号传感模块，信号传感模块用于采集被测点的电信号；多个宽频测量装置，与信号传感模块连接，用于根据各信号传感模块采集的电信号进行频谱分析，并基于频谱分析结果生成振荡告警信息，还用于响应录波指令，开始进行录波，以生成同一时间断面的录波文件，并将录波文件和频谱分析结果上传；宽频测量主站，与各宽频测量装置通信连接，用于根据各宽频测量装置上传的振荡告警信息，判断电力系统是否存在宽频振荡风险，并在判定存在宽频振荡风险时，向所有宽频测量装置发送录波指令，并基于各宽频测量装置反馈的频谱分析结果进行振荡源定位

【技术实现步骤摘要】
宽频振荡广域监测系统和宽频振荡源定位方法


[0001]本申请涉及电力系统稳定
，尤其涉及一种宽频振荡广域监测系统和宽频振荡源定位方法
。

技术介绍

[0002]传统电力系统配置了数据采集与监视系统（
Supervisory Control and Data Acquisition,SCA/DA
）以及广域测量系统（
Wide Area Measurement System,WAMS
）主要着重于工频相量的测量，对其他频段的信号大多采用带通滤波器滤除，但随着电力系统的发展，特别是新能源技术的发展，越来越多的新能源机组以及新型输电技术将接入电力系统中
。
[0003]以海上风电机组为例，柔性直流输电（
VSC
‑
HVDC
）逐渐成为长距离海上风电输送电能的主流选择
。
然而海上风电机组的电力电子变换器与
VSC
‑
HVDC
之间的相互作用，将会引起频率在几
Hz
到数千
Hz
范围内的宽频振荡
。
在海上风电场规模不断扩大的同时，宽频振荡的问题日益突出，严重影响了电力系统的安全稳定，并成为制约海上风电等可再生能源有效消纳的重要因素
。
[0004]因此，传统电力系统中所配置的广域测量系统无法满足宽频测量对测量频段的需求，迫切需要支持对宽频振荡事件的进行监测的广域监测技术，以维持电力系统的稳定性
。

技术实现思路

[0005]本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中的广域监测系统不支持宽频振荡监测的问题
。
[0006]第一方面，本申请提供了一种宽频振荡广域监测系统，包括：多个信号传感模块，信号传感模块用于采集被测点的电信号；多个宽频测量装置，与信号传感模块连接，用于根据各信号传感模块采集的电信号进行频谱分析，并基于频谱分析结果生成振荡告警信息，还用于响应录波指令，开始进行录波，以生成同一时间断面的录波文件，并将录波文件和频谱分析结果上传；宽频测量主站，与各宽频测量装置通信连接，用于根据各宽频测量装置上传的振荡告警信息，判断电力系统是否存在宽频振荡风险，并在判定存在宽频振荡风险时，向所有宽频测量装置发送录波指令，并基于各宽频测量装置反馈的频谱分析结果进行振荡源定位
。
[0007]在其中一个实施例中，宽频测量装置用于根据频谱分析结果，确定电信号中各次谐波的含量，并在含量超出对应的含量阈值时生成振荡告警信息，并发送到宽频测量主站
。
[0008]在其中一个实施例中，宽频测量主站用于将含量阈值下发到各宽频测量装置
。
[0009]在其中一个实施例中，宽频测量装置还用于对电信号进行采样，得到电信号对应的波形序列，并将波形序列上传到宽频测量主站
。
[0010]在其中一个实施例中，宽频测量主站与各宽频测量装置通过
5G
网络通信连接，频
谱分析结果
、
波形序列和录波指令通过
uRLLC
协议传输，录波文件和含量阈值通过
eMBB
协议传输
。
[0011]第二方面，本申请实施例提供了一种宽频振荡源定位方法，应用于上述任一实施例中的宽频振荡广域监测系统中的宽频测量主站，宽频振荡源定位方法包括：根据各宽频测量装置上传的振荡告警信息，判断电力系统是否存在宽频振荡风险；在判定存在宽频振荡风险时，向所有宽频测量装置发送录波指令；录波指令用于指示宽频测量装置开始进行录波，以生成同一时间断面的录波文件，并将录波文件和频谱分析结果上传到宽频测量主站；基于各宽频测量装置反馈的频谱分析结果进行振荡源定位
。
[0012]在其中一个实施例中，根据各宽频测量装置上传的振荡告警信息，判断电力系统是否存在宽频振荡风险，包括：在接收到的振荡告警信息的数量大于判别阈值的情况下，判定电力系统存在宽频振荡风险
。
[0013]在其中一个实施例中，基于各宽频测量装置反馈的频谱分析结果进行振荡源定位，包括：将各宽频测量装置反馈的频谱分析结果进行数据拼接，得到广域宽频频谱信息集；根据广域宽频频谱信息集进行振荡源定位
。
[0014]在其中一个实施例中，将各宽频测量装置反馈的频谱分析结果进行数据拼接，得到广域宽频频谱信息集，包括：根据各宽频测量装置对应的被测点之间的拓扑连接关系，将各宽频测量装置反馈的频谱分析结果进行数据拼接，得到广域宽频频谱信息集
。
[0015]在其中一个实施例中，根据广域宽频频谱信息集进行振荡源定位，包括：遍历目标频带范围中的各次谐波，将被遍历到的谐波确定为目标谐波；对于当前的目标谐波，在电力系统的各节点中任选一个节点作为目标节点；基于目标节点，对电力系统进行诺顿等效；基于等效模型，确定目标节点在第一侧的第一等效阻抗，以及第二侧的第二等效阻抗；以目标节点在第一侧的目标谐波的电流分量为第一电流，在第二侧的目标谐波的电流分量为第二电流，根据广域宽频频谱信息集确定第一电流和第二电流；根据第一电流
、
第一等效阻抗
、
第二电流和第二等效阻抗，确定目标谐波的振荡功率的流入侧为第一侧或第二侧；判断当前的目标节点对应的流入侧与前一目标节点对应的流入侧是否发生改变；若否，将与当前的目标节点在流入侧连接的节点确定为新的目标节点，并返回基于目标节点，对电力系统进行诺顿等效的步骤继续执行；若是，则确定目标谐波的振荡源位于当前的目标节点与前一目标节点之间
。
[0016]在其中一个实施例中，根据第一电流
、
第一等效阻抗
、
第二电流和第二等效阻抗，确定目标谐波的振荡功率的流入侧为第一侧或第二侧，包括：
将第一电流
、
第一等效阻抗的乘积，确定为第一乘积；将第二电流
、
第二等效阻抗的乘积，确定为第二乘积；若第一乘积的绝对值大于第二乘积的绝对值，则判定流入侧为第一侧；若第一乘积的绝对值小于第二乘积的绝对值，则判定流入侧为第二侧
。
[0017]从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：基于上述任一实施例，通过信号传感
、
宽频测量
、
管理主站几大功能模块实现宽频振荡广域监测功能
。
其中，宽频测量装置可以通过对电信号的频谱分析及时发现被测点处的谐波振荡风险，并及时上报宽频测量主站
。
宽频测量主站从而可以基于振荡告警信息，对整个电力系统的谐波振荡情况进行判别，并在判定存在宽频振荡风险时，指示所有宽频测量装置同步开始录波，方便后续基于录波文件对电力系统发生宽频振动风险时的状态做进一步分析，还可基于频谱分析结果进行振荡源定位
。
该系统结构清晰，层次分明，工程应用的可实施性强，特别适用于海上风电并网场景下的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种宽频振荡广域监测系统，其特征在于，包括：多个信号传感模块，所述信号传感模块用于采集被测点的电信号；多个宽频测量装置，与所述信号传感模块连接，用于根据各所述信号传感模块采集的所述电信号进行频谱分析，并基于频谱分析结果生成振荡告警信息，还用于响应录波指令，开始进行录波，以生成同一时间断面的录波文件，并将所述录波文件和所述频谱分析结果上传；宽频测量主站，与各所述宽频测量装置通信连接，用于根据各所述宽频测量装置上传的所述振荡告警信息，判断电力系统是否存在宽频振荡风险，并在判定存在所述宽频振荡风险时，向所有所述宽频测量装置发送所述录波指令，并基于各所述宽频测量装置反馈的所述频谱分析结果进行振荡源定位
。2.
根据权利要求1所述的宽频振荡广域监测系统，其特征在于，所述宽频测量装置用于根据所述频谱分析结果，确定所述电信号中各次谐波的含量，并在所述含量超出对应的含量阈值时生成所述振荡告警信息，并发送到所述宽频测量主站
。3.
根据权利要求2所述的宽频振荡广域监测系统，其特征在于，所述宽频测量主站用于将所述含量阈值下发到各所述宽频测量装置
。4.
根据权利要求3所述的宽频振荡广域监测系统，其特征在于，所述宽频测量装置还用于对所述电信号进行采样，得到所述电信号对应的波形序列，并将所述波形序列上传到所述宽频测量主站
。5.
根据权利要求4所述的宽频振荡广域监测系统，其特征在于，所述宽频测量主站与各所述宽频测量装置通过
5G
网络通信连接，所述频谱分析结果
、
所述波形序列和所述录波指令通过
uRLLC
协议传输，所述录波文件和所述含量阈值通过
eMBB
协议传输
。6.
一种宽频振荡源定位方法，其特征在于，应用于权利要求1‑5任一项所述的宽频振荡广域监测系统中的宽频测量主站，所述宽频振荡源定位方法包括：根据各宽频测量装置上传的所述振荡告警信息，判断电力系统是否存在宽频振荡风险；在判定存在所述宽频振荡风险时，向所有所述宽频测量装置发送录波指令；所述录波指令用于指示所述宽频测量装置进行录波，以生成同一时间断面的录波文件，并将所述录波文件和频谱分析结果上传到所述宽频测量主站；基于各所述宽频测量装置反馈的所述频谱分析结果进行振荡源定位
。7.
根据权利要求6所述的宽频振荡源定位方法，其特征在于，所述根据各宽频测量装置上传的所述振荡告警信息，判断电力系统是否存在宽频振荡风险，包括：在接收到的所述振荡告警信息的数量大于判别阈值的情况下，判定所述电力系...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴为，周保荣，洪潮，曾德辉，刘宇明，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：