[发明专利]电力系统振荡扰动源定位的方法

说明书

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|Δf|＜ΔF_set，其中ΔF_set通常设定范围为[0，0.2]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|Δd|＜ΔD_set，其中ΔD_set通常设定范围为[0，2％]；

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|Δt|＞ΔT_set，其中ΔT_set通常设定范围为[0.4，10]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f_ave满足条件f_min＜f_ave＜f_max，其中f_min与f_max通常设定范围为[0.2，2.5]Hz，起振时刻最早的测量点的振荡幅值P满足条件P＞P_set，其中P_set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|Δf|＜ΔF_set，这些主导模式的阻尼两两之间满足|Δd|＜ΔD_set。