电网中强迫共振型低频振荡源的自动确定方法

针对广域测量系统采集的有效值数据难以准确反映电网动态特征的缺陷,提出了一种新型采集数据方式。根据低频振荡扰动行波在电网中传播的特点,利用多点测量数据波形相关函数来确定低频振荡扰动源位置,具体作法是:位于电网中不同地点的测量单元将测得的每周期内电压最大值及其对应时刻的数据发送到电网监控中心;在监控中心利用Hermite函数提取各测点的低频振荡扰动变量,利用定义的顺序相关函数提取低频振荡扰动行波通过各相邻测点间的时差和先后次序;利用各测点间已知的线路长度计算扰动行波波速并确定低频振荡扰动源的位置。通过一个7机无穷大系统模型的仿真分析,验证了该方法的正确性。理论分析和仿真结果表明:该方法能够快速确定电网中低频扰动源的位置;而且所需的采样测量单元数量少,能够节省投资。     

低频振荡扰动源机组的自动定位方法

由于中国电网规模庞大,低频振荡现象时有发生,如何快速确定低频振荡扰动源机组并及时将其切除,对保障电网的安全稳定运行意义重大。提出一种自动确定低频振荡扰动源机组的定位新方法,利用三次样条插值函数对电压极大值进行曲线拟合,提取各发电机出口低压侧电压中的低频振荡扰动变量,利用顺序相似度函数提取各低频振荡扰动变量间时差和先后次序,进而确定低频振荡扰动源所在位置。通过一个4机无穷大系统模型的仿真分析,验证该方法的正确性和准确性。理论分析和仿真结果表明:该方法能够快速自动确定低频振荡扰动源机组的位置;可大大减少低频振荡在电网中的持续时间。     

发电厂内强迫共振型低频振荡源的定位方法

强迫共振型低频振荡严重危害了电网的安全稳定运行,快速查找并切除扰动源对消除振荡恢复系统稳定意义重大。利用低频扰动电压的衰减特性,提出一种发电厂内强迫共振型低频振荡源定位的新方法。首先利用三次Hermite插值函数提取各个测点的低频振荡扰动变量;然后通过比较各个测点扰动电压的幅值大小定位低频振荡源机组;最后通过理论分析、六机无穷大系统的仿真分析以及某发电厂的实际相量测量单元测量数据的分析,对该方法的正确性进行了验证。     

利用广域测量系统定位大电网中短路故障点的方法

研究基于广域测量系统的电网中故障点的定位方法,对于快速实施电网故障后的自动控制策略具有重要意义。当电网中发生短路故障时,针对在短路故障点产生的暂态扰动变量向电网中广泛传播的特点,提出一种利用暂态扰动变量波形相似度确定电网中故障点的方法。具体作法是：利用广域测量系统获取电网中不同测量点在一段相同时间段内的电压局部极大值和极小值及其对应的时刻数据,利用Hermite函数拟合出电压极大值和极小值曲线并相加,提取各测点的电压暂态扰动变量;利用波形相似度函数计算相邻测点间该扰动变量的传播时差,结合相邻测点间已知的线路长度计算扰动变量行波的波速并确定故障点。通过一个2机无穷大系统的仿真实验,验证了该方法的正确性和准确性。理论分析和仿真实验结果表明,该方法需要安装的测点数量少,不仅可以节省投资,而且可快速确定故障点。     

WAMS中电压和无功连续数据的 三维可视化显示方法

电网广域测量系统的高速连续采样数据的直观显示技术,对于实时监视电网的安全稳定性具有重要意义。通过将一个采样点的电压相量幅值数据映射成绘制圆弧的半径,将该采样点的无功数据映射成绘制圆弧长度的弧心角,一个采样点的电压和无功数据被绘制成一段弧线,连续采样的电压和无功数据将被绘制成三维曲面,提出了一种电网中电压和无功连续数据的三维可视化绘图新方法。通过对比电动机的电压和无功数据的不同绘图方法的显示效果,以及以电网中短路故障和低频振荡扰动的仿真数据为例,验证了该方法具有以下特点:可将电压和无功的连续采样数据绘制成具有一定形状的图形,使电动机的电压失稳状态显示更直观;结合电网的结构图,使电网中故障点定位和低频扰动源定位实现了可视化直观显示。该方法对于电网中故障和扰动的快速连续直观显示,具有一定价值。     

基于耗散功率的区域电网强迫功率振荡扰动源定位

持续的周期性小扰动会引发电力系统强迫振荡,通过切除扰动原则可以使振荡迅速衰减。为了能够找到扰动源的具体位置,使振荡快速平息,对共振稳态时线性化系统能量转换特性进行了分析,结合实际电网扰动源自动定位存在的一些问题,对能量函数法进行了改进,提出了利用耗散功率进行扰动源识别的新方法。基于该方法,对4机2区系统、某实际大电网仿真模型以及广域测量系统(wide area measure system,WAMS)实测数据进行了仿真分析,结果表明利用耗散功率能够快速准确地确定强迫功率振荡扰动源的位置,说明了利用耗散功率进行扰动源识别方法的可行性以及对实际电网的适用性。     

基于起振特性的强迫振荡扰动源定位及解列方案

强迫振荡已成为目前低频振荡事故的主要形式,快速定位并解列扰动源是抑制强迫振荡的有效手段。在起振阶段,由于惯性环节的存在,离扰动源较远的节点测量量振荡相位较之离扰动点较近的节点滞后,此特性可作为扰动源定位能量函数法的辅助判据,用于从多个疑似扰动源所在区域中正确定位扰动源。通过对南方电网某方式的仿真验证了该方法的有效性。结合强迫振荡扰动源解列的特点,提出两种解列方案,分别为:基于电网实际分区,解列扰动源所在的区域;基于图论提出适用于扰动源解列的断面调整规则,确定解列断面。     

PMU数据用于SCADA时滤除低频干扰的方法

广域测量系统采集的相量测量单元(PMU)数据越来越广泛应用于电网数据采集与监控系统,由于PMU采用的快速傅里叶变换算法无法区分工频信号和低频干扰,PMU采集的工频变量数据中包含低频振荡扰动成分,将影响电网稳态计算和分析的正确性。为了提取PMU采集数据中的工频变量,以低频强迫振荡为例,分析了低频振荡对PMU采集工频变量的影响,利用计算PMU采集数据的上包络和下包络并求出均值的方法,提出了一种分离PMU采集数据中低频干扰以获取工频变量的方法。通过对低频强迫振荡时PMU采集的实际电网数据进行分析,验证了文中所提方法的正确性。理论分析和实际PMU数据分析结果表明,所提方法能够快速准确提取PMU采集数据中的工频变量,对于提高PMU数据在电网稳态分析和动态监测中的利用价值,具有重要意义和较大价值。     

基于振荡相位差的低频振荡扰动源定位方法

如何快速准确地定位扰动源是低频振荡监测与控制的重要问题。分析了扰动源影响网内机组的机理,提出了一种基于振荡相位差的低频振荡扰动源定位方法。首先利用经验模态分解提取主导振荡模式的电气量数据,再经希尔伯特变换计算出具有物理意义的振荡相位,最后通过计算振荡相位差描述两点整体的振荡相位关系。根据网络信息判据可以追溯扰动源的方位,根据电厂就地信息判据可以排查具体的扰动源机组。方法原理清晰,只需一种电气量参与计算。利用华中电网实际系统进行了仿真验证,表明方法具有较好的适用性。     

基于最小均方时延估计法的强迫功率振荡扰动源定位方法

当电网发生强迫功率振荡时,快速找到扰动源并将其切除,对保障电网的安全稳定运行具有重要意义。电网中强迫功率振荡引起的机电扰动会沿着输电线路在电网中传播,根据传播到不同位置的扰动波形具有时间延迟的特点,提出了一种利用最小均方时延估计法定位扰动源的方法。利用二次差分法检测强迫功率振荡起振后,通过计算关键母线频率出现扰动波形的时差和先后次序,分析扰动传播的顺序,从而确定扰动源的位置。该方法只需要广域测量信息,可以实现在线应用。四机两区域系统算例和华中电网算例均验证了该方法的有效性。     

三角形环网中输电线路故障定位新方法

高压电网中的输电线路多数以环网方式运行,为快速确定短路故障点,本文提出一种三角形环网中的故障定位新方法。该方法利用三次样条差值函数从故障信号中提取衰减扰动量,然后利用电压、电流扰动量的峰值识别故障线路,并通过定义输电线路的线衰率来确定短路故障点在三角形环网中的位置。该方法避免了传统方法中因线路参数不准确而产生的定位误差,同时结果不受系统运行方式和过渡电阻的影响。通过两机无穷大系统仿真验证了该方法的正确性和可靠性。仿真结果表明:该方法能准确定位短路故障点的位置;而且所需测量单元的数量少,能够减少大量投资。     

高压直流附加控制对强迫振荡的抑制作用

强迫振荡成为电网动态稳定的主要问题之一,可能引起区域联络线有功功率大幅振荡。分析了多机系统强迫振荡的原理,设计了高压直流附加阻尼控制器,分析了不同扰动源位置、频率以及直流输送功率下高压直流附加控制器对强迫振荡的抑制效果。2区4机交直流系统的仿真结果表明,高压直流附加控制器对强迫振荡的抑制效果与扰动源位置关系不大,主要取决于扰动源频率和直流输电功率水平;当扰动源频率等于区域间振荡频率时,抑制效果最佳;直流输送功率越大,强迫振荡的抑制效果越好。     

考虑关键节点信息缺失的低频振荡扰动源定位方法

目前电力系统中相量测量单元(PMU)的配置无法满足电网整体的可观测性要求,关键节点的数据缺失是扰动源定位的一大硬伤。在结合电网数据采集与监视控制(SCADA)系统和广域测量系统(WAMS)的基础上,提出一种考虑关键节点数据缺失的低频振荡扰动源定位方法。首先定义低频振荡的耗散能量,分析耗散能量具有方向性的物理机制;然后综合PMU和SCADA的数据进行曲线回归分析,补偿缺失的关键节点数据。某电网算例结果表明,所提方法能够满足扰动源准确定位的要求。     

基于扰动功率小波奇异熵的电压暂降源定位

针对现行的电压暂降源定位方法在含有变压器以及复杂电网结构场景下准确度较低的问题,提出一种基于扰动功率小波奇异熵的电压暂降源定位法。首先,基于电能质量监测仪采集到电压电流波形数据计算得到瞬时有功和无功功率,获得加权瞬时扰动有功功率和无功功率;然后,通过小波变换,奇异值分解,结合信息熵原理得到扰动功率的小波奇异熵值,由小波奇异熵值的大小来确定电压暂降扰动源的相对位置;最后,仿真和实例分析证明了所提方法的有效性和准确性。     

负荷波动对强迫振荡扰动源定位的影响

持续的周期性小扰动容易引发电力系统的强迫功率振荡,因此准确定位扰动源对提高电网的稳定性具有重要意义。基于此,本文在能量函数法的基础上研究了负荷波动对扰动源定位的影响。在单机无穷大模型基础上推导了计及持续增长负荷的能量函数表达式,并以四机两区系统进行验证,研究结果表明,负荷增加、减小都会影响系统势能的分布,势能变化为正的机组有可能变负,从而影响扰动源定位的准确性;负荷波动对扰动源定位的影响取决于负荷波动导致能量消耗的大小;负荷节点与扰动源所在机组的电气距离越近,负荷变动对扰动源定位产生的影响越大。     

基于正序分量相位差的电压暂降源定位方法

针对复杂网架结构和多扰动源类型场景下传统电压暂降源定位方法失效的问题,提出一种基于正序分量相位差的电压暂降源定位方法。首先,应用线性电路的叠加原理,分析扰动源作用下电网有功功率传输规律,并以电压与电流间相位差表征电压暂降源相对位置不同时功率转移方式的差异;然后,引入瞬时对称分量法,得到不受扰动源类型和网架结构限制的电压暂降源定位判据;最后,通过仿真与实例验证证明了所提方法的有效性与准确性。     

多风区接入对系统小干扰稳定性影响分析

随着国家对风资源的大力开发利用,大量的风电场需要接入电网.风电场接入电压等级也从最初的配电网发展到高电压等级的输电网,风力发电对电力系统稳定性的影响越来越大,其中风电对系统的小干扰稳定性不容忽视.各风区之间通过主网互联,导致风力发电对系统稳定性的影响不仅仅是单个风场.还包括该风区多个风电场以及整个电网多风区风电场的影响.通过对单风区多风电场以及多风区多个风电场出力变化的分析研究,表明风电场对系统小干扰稳定性影响情况主要表现为系统的振动模式及振动特性.运用PSASP程序对中国新疆地区的典型电网仿真,验证了研究结论.分析结果对风电接入、风场运营和电网规划具有重要的参考价值.     

西北送端大电网频率特性试验方法

基于西北送端大电网频率安全面临的风险,提出了西北送端大电网频率特性试验方法。该方法利用逐步增减网内水电机组出力的方式产生斜坡式频率扰动,通过电网频率响应全过程分析,实测西北电网频率静态全特性。同时,利用打跳网内单元接线内2台大型水电机组的方式制造电网实际频率大阶跃扰动,实测西北全网频率动态特性,检验了网内常规电源机组一次调频动作性能。试验结果表明,所提出的送端大电网频率静态测试方法切实可行。