【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力系统及其自动化，具体涉及一种用于电网宽频振荡分析的三维展示方法。
技术介绍
1、电力系统宽频振荡包括低频振荡(0.1～2.5hz)、次/超同步振荡(2.5～45hz/55～100hz)、中/高频振荡(100～2500hz)。由于电网中的新能源占比和电力电子设备渗透率逐步提升，新型电力系统发生宽频振荡的风险越来越大。传统电厂（水电、火电、核电）、新能源厂站（风电、光伏）及储能电站都可能产生宽频振荡。发生宽频振荡时，作为厂站用户和电网用户，希望能尽快明确振荡设备的振荡信息，包括振荡频率和幅值。对于各种振荡模式，有必要进行振荡波形展示，以便完整全面的展示电网动态特性。
2、目前行业内已有对于电力系统宽频振荡进行监测的宽频测量技术及装置，可测量电压、电流、功率，分析计算基波、谐波、间谐波，计算主导振荡的类型、幅度和频率，并给出宽频振荡告警，但振荡信息展示常以表格、单一曲线为主，缺乏直观全面的展示电网振荡动态过程的可视化能力。
3、随着电力系统向更高新能源占比、更高电力电子化渗透率方向发展，宽频振荡的风险越来越大，宽频振荡分析与展示的需求将越来越强烈。因此，有必要研究适应性强、可靠性高的宽频振荡分析与展示的方法，从而能有助于提升电网的安全稳定运行水平。
技术实现思路
1、为了准确、可靠的展示宽频振荡动态行为，为宽频振荡监视提供可视化方法，定位振荡关键信息，本专利技术提出了一种用于电网宽频振荡分析的三维展示方法。
2、本专利技术解决技术问题所采
3、一种用于电网宽频振荡分析的三维展示方法，首先实时监测电网各设备的采集数据，确定设备功率是否振荡，如是则确定振荡频率、开始振荡时刻和结束振荡时刻。根据上述振荡信息，将振荡时段的电流数据分成相同时间窗的待分析数据组，再对各个数据组采用fft计算得到该时间窗的幅值频率分析数据，形成连续数据共享内存，通过图形接口进行三维展示。
4、其中，所述实时监测电网各设备的采集数据来自宽频测量装置或具有类似功能的测量装置，所述宽频测量数据包含基波、2～50次谐波、5～2500hz间谐波的电压、电流测量值，以及0.1～2500hz的功率振荡最大值及其对应频率。
5、所述实时监测电网各设备的采集数据，根据瞬时功率确定设备是否振荡，包括：
6、从宽频测量系统实时获取电网设备的三相电压、三相电流，并计算出瞬时功率；对瞬时功率进行prony分析计算，确定设备是否振荡，定位出振荡的开始时间、结束时间，得到功率振荡频率和幅值；
7、其中prony方法是用一组指数项的线性组合来拟合等间距采样数据的方法，能够从中分析出信号的幅值、相位、阻尼因子、频率等信息。
8、所述振荡时段的电流数据分成相同时间窗的待分析数据组，包括：
9、根据所述得到功率振荡频率和幅值获取功率振荡频率结果，对振荡进行大致分类，如低频振荡(0.1～2.5hz)，次/超同步振荡(2.5～45hz/55～100hz)和中/高频振荡(100～2500hz)。对于不同在振荡类型确定每组待分析数组长度，再将振荡期间内的电流数据分成相同时间窗的待分析数据组，用于下一步的fft计算。
10、所述对各个数据组采用fft计算得到该时间窗的频谱分析数据，包括：
11、使用快速傅里叶变变换（fft）所述的电流数据组进行计算，得到连续时间段内各数据窗内的振荡频率与幅值，并保存到数据共享内存。
12、更进一步的，所述幅值频率分析数据，通过图形接口进行三维展示，包括：
13、每个时间窗的幅值频率数据统一写入共享数组，计算完毕后将共享数组通过图形接口进行三维展示，其中三维画面的x轴是振荡频率、y轴是时间、z轴是振荡幅值。在处理三维数据时,三维图像能给更直观的展示振荡随时间的变化，更加深入地理解振荡的发展过程。
14、积极效果，采用本专利技术所述的方法，能够对电网宽频振荡（低频振荡、次/超同步振荡、中/高频振荡）进行分析，并提供三维展示方法。本方法采用宽频测量数据进行振荡源分析，不受振荡类型的影响，对数据信噪比要求不高，能应用于电网宽频振荡监测与分析的场景，具有良好的可视化效果。
15、采用电网宽频振荡分析采用三维展示方式，具有如下技术优势：
16、（1）三维展示方式丰富了展示内容，与常规频率幅值二维展示方式对比，增加了时间尺度下振荡的变化过程；
17、（2）能够反映振荡过程中频率幅值随时间的变化，特别是其他振荡频率的出现，导致基波幅值变小，从能量的角度说明了能量的转移；
18、（3）振荡过程中往往有多个振荡频率，比如次同步与超同步频率会同时出现，三维展示能够反映频率的变化情况。
19、综上所述，本专利技术所述方法适宜作为电网宽频振荡分析的三维展示方法应用。
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1.一种用于电网宽频振荡分析的三维展示方法，首先实时监测电网各设备的采集数据，确定设备功率是否振荡，如是则确定振荡频率、开始振荡时刻和结束振荡时刻；根据上述振荡信息，将振荡时段的电流数据分成相同时间窗的待分析数据组，再对各个数据组采用FFT计算得到该时间窗的幅值频率分析数据，形成连续数据共享内存，通过图形接口进行三维展示。
2.根据权利要求1所述的一种用于电网宽频振荡分析的三维展示方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种用于电网宽频振荡分析的三维展示方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种用于电网宽频振荡分析的三维展示方法，其特征在于，
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6.根据权利要求1所述的一种用于电网宽频振荡分析的三维展示方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种用于电网宽频振荡分析的三维展示方法，首先实时监测电网各设备的采集数据，确定设备功率是否振荡，如是则确定振荡频率、开始振荡时刻和结束振荡时刻；根据上述振荡信息，将振荡时段的电流数据分成相同时间窗的待分析数据组，再对各个数据组采用fft计算得到该时间窗的幅值频率分析数据，形成连续数据共享内存，通过图形接口进行三维展示。
2.根据权利要求1所述的一种用于电网宽频振荡分析的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王顺江，杨利民，马民，左越，郑伟，李正文，张海天，王健，张海超，张默，王钧，王铎，刘祚宇，王兴财，窦才，杜金龙，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司，
类型：发明
国别省市：
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