[发明专利]一种电力系统次同步振荡阻尼的辨识方法

说明书

本发明是一种电力系统次同步振荡阻尼的辨识方法，其特点是：包括以下步骤：1)次同步振荡分量的提取；2)应用随机子空间方法提取出其中的频率在设定范围内、且幅值大于基波分量百分比的设定值的有功功率振荡和电压相角分量；3)次同步振荡功率阻尼的判断。能够通过分析次同步振荡频率和电压相角之间的关系，在线路发生次同步振荡时快速判断系统阻尼，缩短人工识别阻尼和判断切除线路的时间。

技术领域

本发明涉及本发明涉及电力系统运行与控制领域，是一种电力系统次同步振荡阻尼的辨识方法。

背景技术

随着电网中接入新能源容量的不断增多，电力系统次同步振荡事故也比之前大幅增多。电力系统次同步振荡不仅导致系统发生功率振荡，而且导致线路输送容量大幅减少，还增加了系统失稳的可能，降低了供电可靠性。电网监控人员在熟悉电网的运行状况的同时，若能将电力系统次同步振荡的阻尼迅速识别出来，将会增强系统稳定性，提高供电可靠性。

现有的次同步振荡监测方法中，一方面是基于扩展现有同步相量测量装置中的功能，在系统判断次同步振荡发生的频率和幅值，另一方面只能监测到系统中是否发生次同步振荡现象，不能定位次同步振荡的位置，不能达到定位和切除振荡源的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种电力系统次同步振荡阻尼的辨识方法。

本发明解决技术问题的方案是：一种电力系统次同步振荡阻尼的辨识方法，其特征是：包括以下步骤：

1)次同步振荡分量的提取

首先，根据系统中同步相量测量装置中的监测数据，分别输入电压数据和功率数据，提取出对应有功功率和电压相角分量；

2)应用随机子空间方法提取出其中的频率在设定范围内、且幅值大于基波分量百分比的设定值的有功功率振荡和电压相角分量，随机子空间提取的步骤如下所示：

①定义有功功率和电压相角为y，根据y值定义输出变量历史矩阵Y_p和未来矩阵Y_f，具体如表达式(1)和表达式(2)所示；

式中：i为Y_p矩阵的行数，j为Y_p矩阵列数；

②根据表达式(1)历史矩阵Y_f和表达式(2)未来矩阵Y_p得出协方差矩阵T_i，见表达式(3)：

③对协方差矩阵T_i的表达式(3)进行特征值分解，可得表达式(4)：

其中：U₁为特征值非零部分的左特征矩阵，U₂为特征值为零部分的左特征矩阵，S₁为特征值矩阵，为特征值非零部分的右特征矩阵转置，为特征值非零部分的右特征矩阵转置；

④根据表达式(4)可以得出系统矩阵A的表达式(5)：

⑤对表达式(5)中的系统矩阵A做特征值分解可得表达式(6)：

A＝ΨΛΨ^-1 (6)

其中：Ψ为特征向量矩阵，Λ为特征值矩阵，假设有m个特征值，m为特征值个数；

⑥系统特征值和待求向量之间的表达式如(7)所示：

Y_m＝KP (7)