[发明专利]一种基于小波分析的电网频率大扰动快速判别方法和系统

说明书

一种基于小波分析的电网频率大扰动快速判别方法和系统，利用PMU采集装置采集信号，同时调度WAMS系统，将信号传输至通讯数据采集与分析单元；将通讯数据采集与分析单元中的信号传输至原始包分析单元，提取频率信号；对所得频率信号，执行基于小波分析的频率扰动识别和频率滤波；将所得的频率扰动识别和频率滤波结果传输至控制信号和频率信号输出单元，得出大扰动信号判断值及滤波后的频率信号，将其发送至机组DCS/DEH系统参与一次调频。本发明降低了频率波动，有效维护机组了参与一次调频过程的稳定性，不会产生一次调频频繁动作的情况，这不但有助于增强机组运行的稳定性，对于维护电网频率稳定也将起到积极的促进作用。

技术领域

本发明属于电网调频技术领域，涉及一种基于小波分析的电网频率大扰动快速判别方法和系统。

背景技术

电力系统频率是电力系统运行的重要质量指标，也是影响电力系统安全稳定运行的重要因素。

维持电力系统频率在额定值，是靠控制系统内所有发电机组输入的功率总和等于系统内所有用电设备在额定频率时所消耗的有功功率总和实现的。电力系统频率反映了有功功率的供需平衡情况，这种平衡一旦遭到破坏，电力系统的频率就会偏离额定值。尤其在发生大容量机组跳闸，或电网间联络线跳闸故障时，电网发用电平衡瞬间被打破，电网频率会发生较大的波动(下述为电网大扰动)。此时，分布于电网各节点的发电机组一次调频功能，则是快速维护电力系统发用电平衡，防止故障恶化的关键。

一次调频的主要工作机理为：当电网频率偏离额定值时，发电机组调节控制系统自动控制机组有功功率的増加(频率下降时)或减少(频率升高时)，以限制电网频率的变化。尽管机组一次调频功能对电网频率稳定发挥着至关重要的作用，是现有一次调频系统也存在以下问题：第一，由于现代电网用电规律性降低，造成用电负荷波动大，电网频率波动大。直接使用电网频率或转速信号参与机组一次调频，会造成机组频繁进行无效调节动作，给机组运行稳定带来不利影响。第二，受控制策略及参数配置不合理等因素影响，机组一次调频响应速度慢，调频功率幅值低，造成电网频率波动，甚至发生电网大扰动时机组一次调频不能达到要求功率，甚至对电网运行产生负作用。

改善现有一次调频系统性能，需解决以下两个方面的问题：第一，在电网正常运行过程中，为维护电网和机组安全稳定运行，机组调频功率应根据频率偏差计算获得调频功率准确数值，并能正确动作；同时根据频率越限时间和幅度选择性调节，降低机组调频动作次数，维护机组运行稳定性。第二，在发生特高压跳闸、直流闭锁等大电网故障造成电网功率大幅不平衡时，机组应能够判断故障信号，在频率尚未越限就有效动作，最大程度输出调频功率，维护故障下电力系统有功平衡，降低电网故障风险损失。

现有技术通常直接根据电网频率进行一次调频动作，但是由于现代电网用电规律性降低，电网频率波动大。直接使用电网频率或转速信号参与机组一次调频，会造成机组频繁进行无效调节动作，给机组运行稳定带来不利影响。另一方面，现有技术通常根据电网频率信号在一定周期内的方差、均方差等统计学特征进行电网功率不平衡判断，受统计周期的限制，一次调频响应速度慢，调频功率幅值低，造成电网频率波动，甚至发生电网大扰动时机组一次调频不能达到要求功率，甚至对电网运行产生负作用。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供了一种基于小波分析的电网频率大扰动快速判别方法和系统。该发明使用db4小波将一段时间内的电网频率分解为高频与低频两个分量。如某时刻高频分量及频率值均超出其分布空间，则判断发生频率大扰动，启动电网故障下的一次调频控制策略。如未发生大扰动，则将低频分量输出至机组DCS控制系统作为一次调频控制信号，达到降低机组无效调频动作次数，维护机组运行稳定的目标。

本发明采用如下的技术方案：

一种基于小波分析的电网频率大扰动快速判别方法，所述判别方法包括以下步骤：

步骤1：采集信号，将信号传输至通讯数据采集与分析单元，其中，信号包括时间标签、电网频率和各接入机组的发电机输出功率；