专利名称：基于直线法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统和方法
技术领域：
本发明属于电力系统领域，具体涉及一种基于直线法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统和方法。
背景技术：
随着电力工业市场化进程的深入，电力系统越来越趋于极限运行，低频振荡问题是国内外电网共同面对的技术难题。低频振荡频率低，振荡范围广，振荡持续时间长，对电网安全稳定造成了巨大威胁。产生低频振荡的原因主要有两种，一种是负阻尼低频振荡，负阻尼振荡是逐渐增幅过程，若没有人为干预，将持续保持增幅振荡，振荡的幅度越来越大，直到系统切机或失稳；另一种是强迫共振型的低频振荡，当扰动频率与系统自然振荡频率相同或接近时，产生共振，振荡振幅主要与扰动的幅度及系统阻尼水平有关，振荡过程中扰动源一直存在。强迫振荡引起的低频振荡与负阻尼低频振荡的相似点为(I)振荡的起始阶段都表现为增幅振荡；(2)增幅振荡都可能发展为等幅振荡。这使得如何正确、快速识别它们成为必须解决而又难于解决的问题。两种机理振荡的起因不同，需要采取的应对措施也不同，因此有效地判别负阻尼振荡和强迫振荡对快速应对低频振荡问题有重要意义。但由于两种振荡的表现形式很相似，目前尚未发现有能有效判别负阻尼振荡和强迫振荡方法的报道。

发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种基于直线法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统和方法，适合用以连续监控电力系统中的低频振荡现象；当电力系统中发生低频振荡时可以根据功率曲线快速准确找出功率峰值序列，构建直线方程，比较直线方程时间段内各点的功率测量值与直线上对应数值的关系来辨别振荡性质。为实现上述目的，本发明提供一种基于直线法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统，其改进之处在于，所述系统包括依次连接的功率峰值计算启动模块、功率峰值提取单元、转存单元、有效性确认单元、直线方程构建单元、中间计算单元和振荡类型判定单元。本发明提供的优选技术方案中，所述功率峰值计算启动模块包括电流突变量动作检测组件和接收其控制信号的定时计数器。本发明提供的第二优选技术方案中，所述转存单元设置有存储功率峰值及相应的时刻的功率峰值序列。本发明提供的第三优选技术方案中，提供一种基于直线法判断负阻尼振荡与强迫振荡的方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤(I).启动功率峰值计算；(2).提取功率峰值；(3).将提取的功率峰值及相应的时刻转存在功率峰值序列中；(4).确认功率峰值的有效性；
(5).构建并计算直线方程；(6).根据直线方程的计算结果对振荡类型进行判定。本发明提供的第四优选技术方案中，在所述步骤I中，利用所述电流突变量动作检测组件对电流突变量进行检测，若检测出电流突变量，则向所述定时计数器发出控制命令，在设定时间段内检测扰动源。
本发明提供的第五优选技术方案中，所述电流突变量动作检测组件依式(I)对电流突变量进行检测Il (in-in-N) |-| (in-N-in-2N) Il ≥⑴其中，i为实时电流采样值；n为采样点序号#为数据采样周期；Idsrt为电流突变量启动设定值。本发明提供的第六优选技术方案中，在所述步骤2中，所述功率峰值提取单元根据式(2)对功率峰值进行提取
权利要求
1.一种基于直线法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的功率峰值计算启动模块、功率峰值提取单元、转存单元、有效性确认单元、直线方程构建单元、中间计算单元和振荡类型判定单元。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述功率峰值计算启动模块包括电流突变量动作检测组件和接收其控制信号的定时计数器。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述转存单元设置有存储功率峰值及相应的时刻的功率峰值序列。
4.根据1-3项权利要求任一项所述系统的基于直线法判断负阻尼振荡与强迫振荡的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 (1).启动功率峰值计算； (2).提取功率峰值； (3).将提取的功率峰值及相应的时刻转存在功率峰值序列中； (4).确认功率峰值的有效性； (5).构建并计算直线方程； (6).根据直线方程的计算结果对振荡类型进行判定。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤I中，利用所述电流突变量动作检测组件对电流突变量进行检测，若检测出电流突变量，则向所述定时计数器发出控制命令，在设定时间段内检测扰动源。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电流突变量动作检测组件依式(I)对电流突变量进行检测Il (H-N) H (in-N_in-2N) Il ≥ Idset ⑴ 其中，i为实时电流采样值；n为采样点序号；N为数据采样周期；Idsrt为电流突变量启动设定值。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述功率峰值提取单元根据式(2)对功率峰值进行提取
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述转存单元根据式(3)将提取的功率峰值及相应的时刻转存在功率峰值序列中；
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤4中，根据式(4)确认功率峰值的有效性；Pj (k) -Pj (k-1)≤ O Tj GO-Tj(H)≤0.4 (4)Tj(k) -Tj(k-1) ( 20。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当功率峰值不能满足式(4)的条件时，返回(2)式提取功率峰值。
11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤5中，提取出7个有效功率峰值，用功率峰值的第一点和第六点构建直线方程F (t)
12.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤6中，根据G[t(k)]的计算结果来判断低频振荡的类型，令G[L(7)]等于Z，(a)·统计 G [Tj (2) ]，G [Tj (3) ]，G [Tj (4) ]，G [Tj (5)]中小于 O 的个数为 R，当 R 彡 3 且 Z> O时判定为强迫振汤；(b)·统计 G [Tj (2) ]，G [Tj (3) ]，G [Tj (4) ]，G [Tj (5)]中数值大于 O 的个数为 Q，当 Q 彡 3日Z<0判定为负阻尼振荡。
全文摘要
本发明提供了一种基于直线法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统和方法，通过PMU或WAMS的数据，选取一个与电力系统稳定关系密切的机电量，在初始十几个周波内快速识别出某个低频振荡是由于系统缺乏阻尼而导致的负阻尼低频振荡、还是由于系统中存在强迫扰动源引发的强迫振荡，以便快速采取抑制低频振荡的措施。
文档编号G01R31/00GK102914712SQ20121039741
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者刘增煌, 贾文双, 李莹, 李文锋, 陶向宇, 王官宏, 何凤军, 朱方 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司