[发明专利]操控输电系统中的谐振

说明书

技术领域

本发明涉及输电系统的广域监测和控制的领域。更具体来说，本发明涉及用于操控输电系统中的谐振的方法、谐振操控装置和计算机程序产品。

背景技术

机电振荡是AC传输系统的固有性质，并且无法完全消除。在许多情况下，区域间机电振荡的阻尼设置电力传输容量的极限。另外，振荡在没有适当控制时可引起对系统安全性的严重威胁。从操作观点来看，能够可靠地实时估计振荡的阻尼、以便采取适当和及时措施来保持系统稳定具有高优先级。

ABB具有系统中实现的第一代机电振荡检测软件(命名为PSGuard)。在PSGuard中，存在用于检测高压电力系统中的电力摆动的功能、即电力振荡监测(POM)。POM功能处理来自相量测量单元(PMU)的单个输入信号，并且检测各种电力摆动模式，其能够用来检测扰动。

POM迅速检测在来自例如广域测量系统(WAAMS)的测量中是可观测的摆动模式的活动。另外，POM指示振荡的频率，其然后可与电力系统的现有已知模式进行比较，即，操作人员可区分是激励本地还是区域间模式。

PSGuard系统现在还具有另一功能、即电力阻尼监测(PDM)，其使用与POM相似的方式，但差别在于能够同时使用来自不同位置的多个测量以及数据的一般更长时间窗口。在POM能够更快地检测产生于电力系统中的扰动或开关事件的振荡、而PDM能够更好地估计正常操作条件期间的阻尼等级的意义上，PDM是对POM的补充。

PDM基于来自系统的模型中的多个PMU的测量值的应用，以便确定系统谐振。

与PDM相似的一种类型的功能是所谓的Prony分析，其在US 7987059中描述。在这里，在第一和第二状态空间模型中应用测量，以便得到系统的谐振频率，其中第二模型是第一状态空间模型的形态变换变化。

由Jaime Quintero等人在“An Oscillation Monitoring System for Real-time Detection of Small-Signal Instability in Large Electric Power Systems”(2007 IEEE Power Engineering Society General Meeting，2007年6月24-28日，Tampa，Florida，USA)中也论述了Prony分析的使用。

因此，有可能找出系统中存在哪些谐振频率。但是，在电力振荡阻尼（power oscillations damping）领域存在改进的空间，特别是涉及这些振荡相对系统稳定性的严重程度。

因此，需要对这种状况的改进。

发明内容

因此本发明一个目的是实现输电系统中的阻尼的改进。

按照本发明的第一方面，提供一种用于操控输电系统中的谐振的方法，该方法包括下列步骤：

从输电系统中的测量装置得到系统测量，

在系统的至少一个状态空间模型中应用测量，

基于所述状态空间模型中的系统测量的应用来确定系统中的模态谐振频率，以及

确定谐振频率的至少一个的模态活动。

按照本发明的第二方面，提供一种用于操控输电系统中的谐振模式的谐振操控装置，该装置包括：

谐振频率确定单元，配置成从输电系统的测量装置得到测量，在至少一个状态空间模型中应用测量，并且基于所述状态空间模型中的系统测量的应用来确定系统中的模态谐振频率，以及

活动确定单元，配置成确定谐振频率的至少一个的模态活动。

按照本发明的第三方面，提供一种用于操控输电系统中的谐振模式的计算机程序，该计算机程序可加载到计算机的内部存储器中，并且包括计算机程序代码部件，以便在所述内部存储器中加载所述程序时使计算机：

从输电系统中的测量装置得到系统测量，

在系统的至少一个状态空间模型中应用测量，

基于所述状态空间模型中的系统测量的应用来确定系统中的模态谐振频率，以及

确定谐振频率的至少一个的模态活动。

按照这些方面的本发明具有提供采取与输电系统的谐振频率相关的活动的形式的附加数据的优点。这允许进行关于应当阻尼哪些谐振频率的更好判定。

在本发明的一个变化中，谐振频率的模态活动基于链接到对应谐振频率的系统模型变量的一组时间值来确定。

还可存在第一和第二状态空间模型，其中第二状态空间模型是第一状态空间模型的模态变换变化。