[发明专利]复杂振荡过程的分频段监测及成像方法

说明书

本申请公开了复杂振荡过程的分频段监测及成像方法，包括：采用多级自适应滑动窗口并行计算方式将目标频段划分为多个监视频段，对复杂振荡的振荡事件及振荡模式进行分频段在线监测与告警，输出振荡模式与暂态能量流应用分析结果；基于电网拓扑，采用分频段成像方式对复杂振荡在线监测输出的振荡模式与暂态能量流进行振荡可视化渲染，发现电网的振荡事件。本发明可有效支撑分析人员快速、准确理解电网振荡源态势并进行定位，进而采取有效干预措施。

技术领域

本发明属于电力系统动态监测技术领域，涉及复杂振荡过程的分频段监测及成像方法。

背景技术

随着电网结构的变化和大量电力电子设备引入，电网动态特性日益复杂，运行方式多变，各类型振荡事件频发，威胁电网安全稳定运行。而现有调度主站的振荡监视应用软件在检测到有振荡事件发生时，多以文字形式向调度员推送告警信息，描述振幅最强设备或线路的名称、频率、振幅与阻尼比，结合在地理图展示定位标识，并提供设备功率曲线。

这些方式对于振荡事件发生属于间接描述信息，不足以支撑调度运行人员实时准确理解电网整个振荡态势，直接确认振荡源，进而采取有效干预措施。另外，由于在线监测需输出振荡主导模式的幅值、频率、相位和阻尼比信息，通常采用Prony算法以及固定其计算窗长进行振荡信号提取和告警，不仅耗时还需消耗较大计算资源。

本发明针对各类型振荡事件频发，为监测多个频段的振荡信号，覆盖频段范围从0.02Hz到25Hz，提出一种多级自适应滑动窗口并行计算框架，当频率处于频段不同位置时，对输入数据窗口长度与采样间隔的要求也不同，通过动态调整Prony计算窗长降低计算资源需求并减少计算误差，实现对超低频、低频、次同步等的多类型振荡事件的在线监测与告警，并实现对适用于复杂振荡情况电网动态可视化进行分频段成像，为保障电网安全运行，有效支撑调控中心应对电网异步运行后多类型振荡高发的安全挑战，以及对于发生这些复杂振荡事件的振荡源进行定位，以支撑调度人员快速的确认振荡源以及波及范围。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本申请提供复杂振荡过程的分频段监测及成像方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

复杂振荡过程的分频段监测及成像方法，所述方法具体为：

步骤一：采用多级自适应滑动窗口并行计算方式将目标频段划分为多个监视频段，对复杂振荡的振荡事件及振荡模式进行分频段在线监测与告警，输出振荡模式与暂态能量流应用分析结果；

步骤二：基于电网拓扑，采用分频段成像方式对复杂振荡在线监测输出的振荡模式与暂态能量流进行振荡可视化渲染，发现电网的振荡事件。

本发明进一步包括以下优选方案：

优选地，步骤一具体包括以下步骤：

步骤1：以25点/秒或50点/秒的速率持续获取调度主站时序数据，所述调度主站时序数据包括各厂站下的机组和线路的时序有功数据和频率数据；

将目标频段划分为多个监视频段，对每个监视频段，采用窗口T1检查过去一段周期内机组和线路的功率极值差是否超过振荡幅值启动门槛值，根据功率极值差超过振荡幅值启动门槛值的机组和线路确定出发生疑似振荡的厂站数组，且T1窗口的长度不小于目标频段最低频率信号周期的1/4；

步骤2：根据发生疑似振荡的厂站数组，采用滑动窗T2对发生疑似振荡的厂站各节点下线路和机组的输入有功数据分别进行FFT频谱分析计算，提取分析计算结果的前2项FFT信号作为获取线路和机组的振荡模式队列，滑动窗T2为1秒，所述FFT信号包括振荡频率和振荡幅值。

步骤3：对振荡模式队列中的振荡频率进行聚类分析和统一，得到各发生疑似振荡厂站的振荡模式队列{Fi}(i＝1,2,…,n)，n为振荡模式数量；