专利名称：电力系统振荡扰动源定位的方法
技术领域：
本发明涉及电力系统低频振荡过程中振荡扰动源定位的方法，尤其是利用电网广 域多点振荡信息搜索定位振荡扰动源的新方法。应用于安全稳定监测与控制系统中对电力 系统低频振荡扰动源的搜索和定位，以及针对振荡源所采取的相关控制措施。
背景技术：
随着我国“西电东送、南北互济、大区联网”电力建设方针的实施，全国各大区互联 的局面基本形成。由于目前大区之间联系相对比较薄弱，近年来国内电网曾多次发生低频 振荡现象。低频振荡频率较低，一般在0. 2 2. 5Hz范围内，当振荡较严重时，系统不能维持 同步运行，由低频振荡造成的稳定事故在国内外均有发生，已引起有关方面的重视。采取有 效措施进行预防，发生低频振荡后立即检测发现，并能迅速找到低频振荡扰动源所在位置， 有针对性的实施紧急控制来消除振荡，防止事故扩大，是具有广阔应用前景的研究方向。低频振荡可分为区间振荡和局部振荡两种振荡模式，前者表现为一个区域中的多 台发电机与另一个区域中的多台发电机之间的振荡，此时两个区域之间的联络线功率在不 停振荡；后者表现为一台发电机或一座电厂相对于系统中其他机组之间的振荡，此时该机 组或电厂与系统之间的联络线功率在不停振荡。分析电网实际运行中出现的多次低频振荡案例，并结合大量的仿真计算后，我们 发现多电压等级大型电力系统低频振荡的发生发展过程具有从低电压等级的电网开始， 并逐步传播扩散到高电压等级电网的时空特性，首先发生低频振荡的局部电网可视为引发 全系统低频振荡的振荡扰动源，在振荡过程中如果能够迅速正确地找到振荡扰动源，并采 取相应的控制措施，对平息全系统大范围功率振荡具有釜底抽薪，立竿见影的效果。而纵观目前电力系统低频振荡监控的研究领域，人们主要关注于低频振荡的检测 方法，以及对振荡特性进行分析的各类数值算法，而绝少提及振荡扰动源的搜索与定位方 法及相关研究。这使得迄今为止，电网企业在低频振荡的检测和振荡特征的分析方面已具 备一系列行之有效的手段与工具，但低频振荡出现后采取的控制措施仍较多依赖于相关预 案以及电网调度运行人员的经验。针对这种现状，本发明着重关注于振荡扰动源的定位方 法。

发明内容
本发明的目的提供一种利用电网广域多点振荡信息搜索定位振荡扰动源的新方 法，尤其适用于大规模复杂电网，能够在低频振荡发生早期，快速准确地定位扰动源，有利 于采取控制措施，以较小的代价快速平息振荡。电力系统振荡扰动源定位的方法，利用电网广域多测量点的振荡信息搜索定位振 荡扰动源，采集多电压等级电网中若干个测量点的电压、电流、功率等物理量，并且符合以 下几个条件条件一实时监测各测量点是否发生低频同步功率振荡，并给出振荡的幅值、主导振荡模式频率、主导振荡模式阻尼、主导振荡模式初始相位、振荡起始时刻等关键信息；条件二 发生低频同步功率振荡的各测量点的主导振荡模式的频率两两之间满 足I Afl < AFsrt，其中AFsrt通常设定范围为W，0.2]Hz，并且，发生低频振荡的各测量点 的主导振荡模式的阻尼比两两之间满足I Adl < ADsrt，其中ADsrt通常设定范围为
；条件三发生低频同步功率振荡的各测量点的振荡起始时刻具有先后时序关系， 反映出低电压等级电网测量点起振时刻早于高电压等级电网测量点起振时刻的明确特征， 起振时刻最早的测量点与起振时刻最晚的测量点之间的时间差满足I Atl > ATsrt，其中 Δ Tset通常设定范围为
秒；条件四发生低频同步功率振荡的各测量点的主导振荡模式的平均频率fare满足 条件fmin < fave < ，其中fmin与通常设定范围为
Hz，起振时刻最早的测量 点的振荡幅值P满足条件P > Psrt，其中Psrt根据不同电网的实际情况进行整定；同时满足上述条件一、条件二、条件三、条件四时，判定电力系统发生低频振荡，起 振时刻最早的测量点所在区域的局部电网为振荡扰动源。由上确定若干个测量点的低频振荡主导模式，这些主导模式的频率两两之间满足 Af| < ΔFsrt，这些主导模式的阻尼两两之间满足I Ad| < ADseto本发明首次将多电压等级电网中不同测量点的振荡信息进行综合分析，引入各测 量点主导频率识别与匹配的新方法，并依据大电网低频振荡发生发展的时空特性，利用多 测量点的起振时序以及振荡幅度快速准确地找到振荡扰动源。振荡扰动源的起振时间早于 高电压等级电网联络线路以及系统中其他各点的起振时间，并且振荡源的主导振荡频率大 小、阻尼强弱与高电压等级电网联络线路的基本一致。电力系统振荡扰动源定位技术，选取多电压等级电网中的若干个测量点，实时监 测各点功率波动的幅值、主导振荡频率、阻尼等信息，利用上述特征，在电网发生振荡的初 期迅速识别振荡扰动源，这有利于尽早采取相应措施以平息振荡，提高电网动态稳定水平， 防止事故进一步扩大。本发明的有益效果(1)本发明所使用的广域多测量点信息可全面的反映多电压等级大规模电力系统 低频振荡的时空特性，能够根据准确地判断系统是否发生低频振荡，并有效防止因个别测 量点的纹波噪声或坏数据而导致的误判别；(2)本发明利用广域多测量点主导模式识别和匹配技术可实时提供低频振荡的频 率、阻尼、振幅等特征信息；(3)本发明利用广域多测量点起振时序的追踪技术反映出多电压等级大规模电力 系统低频振荡发生发展的时空特性，能够快速准确地定位振荡扰动源，为实现低频振荡实 时控制功能提供了技术基础，本发明综合利用了电网多点广域振荡信息，在监测全系统是 否发生振荡的基础上，进一步找到引发振荡的扰动源，其思路清晰，实用性强。具有广阔的 应用前景。


下面结合附图和具体实施方式
对本发明专利进一步详细说明。
图1多电压等级大规模电力系统低频振荡传播特性小结图2振荡扰动源切除后电网振荡迅速平息实例图3本发明分析方法流程图
具体实施例方式本发明所提供的判别方法如下(1)多测量点起振时刻判定原理介绍利用基于功率数据的振荡波形识别技术确定测量点是否起振，并记录相应的起振 时刻。(1. 1)振荡的确认条件1.振荡周期T满足Jmin彡T彡Tmax，其中Tmin与Tmax通常设定范围为
秒；2. Pmax-Pmin ≥Pset(1. 2)等幅、增幅、减幅振荡的计数方法 dP, 1 权利要求
1.一种定位电力系统振荡扰动源的方法，其特征是采集多电压等级电网中若干个测量 点的电压、电流、功率物理量，并且符合以下几个条件条件一实时监测各测量点是否发生低频同步功率振荡，并给出振荡的幅值、主导振荡 模式频率、主导振荡模式阻尼、主导振荡模式初始相位、振荡起始时刻信息；条件二 发生低频振荡的各测量点的主导振荡模式的频率两两之间满足I Afl<AFset，并且，发生低频振荡的各测量点的主导振荡模式的阻尼比两两之间满足I Ad|<ADset ；条件三发生低频振荡的各测量点的振荡起始时刻具有先后时序关系，反映出低电压 等级电网测量点起振时刻早于高电压等级电网测量点起振时刻的明确特征，起振时刻最早 的测量点与起振时刻最晚的测量点之间的时间差满足I Atl > Δ Tset ；条件四发生低频振荡的各测量点的主导振荡模式的平均频率满足条件fmin< f·<fmax，起振时刻最早的测量点的振荡幅值P满足条件P > Pset ；同时满足上述条件一、条件二、条件三、条件四时，判定电力系统发生低频振荡，起振时 刻最早的测量点所在区域的局部电网为振荡扰动源。
2.如权利要求1所述的电力系统振荡扰动源的定位方法，其特征在于监测多电压等 级电网中若干测量点是否发生低频振荡，并比较这些测量点的振荡幅度、主导模式频率、主 导模式阻尼，特别是起振时刻先后等信息，并利用电网低频振荡是由扰动源向全系统逐渐 传播扩散的时空特性来判定振荡扰动源的具体位置。
3.如权利要求1所述的电网发生全系统低频振荡的判定方法，其特征在于确定若干 个测量点的低频振荡主导模式，这些主导模式的频率两两之间满足I Δ ·| < AFsrt，这些主 导模式的阻尼两两之间满足I Δ(1| < ADseto
4.如权利要求1所述的电网发生全系统低频振荡的判定方法，其特征在于AFsrt通常 范围为
Ηζ，Δ Dsrt通常设定范围为W，2% ] ； Δ Tsrt设定范围为W. 4，10]秒；fmin与 fmax 设定范围为
Hz0
全文摘要
定位电力系统振荡扰动源的方法，采集多电压等级电网中若干个测量点的电压、电流、功率物理量；条件一实时监测各测量点是否发生低频同步功率振荡，并给出振荡的幅值、主导振荡模式频率、主导振荡模式阻尼、主导振荡模式初始相位、振荡起始时刻信息；条件二发生低频振荡的各测量点的主导振荡模式的频率两两之间满足|Δf|＜ΔFset；条件三发生低频振荡的各测量点的振荡起始时刻具有先后时序关系，反映出低电压等级电网测量点起振时刻早于高电压等级电网测量点起振时刻的明确特征；条件四发生低频振荡的各测量点的主导振荡模式的平均频率fave满足条件fmin＜fave＜fmax；同时满足上述条件，判定电力系统发生低频振荡，起振时刻最早的区域的局部电网为振荡扰动源。
文档编号G01R31/08GK102122823SQ20111004390
公开日2011年7月13日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者任祖怡, 俞秋阳, 吴小辰, 吴琛, 孙光辉, 张丹, 李文云, 柳勇军, 毕兆东, 白杨, 郭琦, 陈松林, 黄伟 申请人:云南电力调度中心, 南京南瑞继保电气有限公司, 南方电网科学研究院有限责任公司