專利名稱：關(guān)鍵線路低頻振蕩可視化監(jiān)視的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電力系統(tǒng)低頻振蕩的分析 和監(jiān)視及可視化的表達(dá)。接收到PMU數(shù)據(jù)后對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算，用快速算法分析計(jì)算， 監(jiān)測(cè)是否存在低頻振蕩，如有低頻振蕩，則在地理接線圖或單線圖上用可視化方式予以 表達(dá)。
背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)電力系統(tǒng)的規(guī)模日益增大，系統(tǒng)互聯(lián)引發(fā)的低頻振蕩問(wèn)題已成為危 及電網(wǎng)安全運(yùn)行、制約電網(wǎng)傳輸能力的最主要因素之一。電力系統(tǒng)出現(xiàn)的振蕩按所涉 及的范圍和振蕩頻率的大小大致分為兩種類型局部模態(tài)(Local Modes)和區(qū)域間模態(tài) (Inter-areaModes)。局部振蕩模態(tài)是指系統(tǒng)中某一臺(tái)或一組發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)內(nèi)的其余機(jī)組的 失步。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性時(shí)間常數(shù)相對(duì)較小，因此這種振蕩的頻率相對(duì)較高，通常 在1 2.5Hz之間。區(qū)域間振蕩模態(tài)是指系統(tǒng)中某一個(gè)區(qū)域內(nèi)的多臺(tái)發(fā)電機(jī)與另一區(qū)域 內(nèi)的多臺(tái)發(fā)電機(jī)之間的失步。由于各區(qū)域的等值發(fā)電機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)比較大，因此這 種振蕩模態(tài)的振蕩頻率較低，通常在0.1 0.7Hz之間。 電力系統(tǒng)的低頻振蕩在國(guó)內(nèi)外均有發(fā)生，當(dāng)系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)經(jīng)輸電線并聯(lián)運(yùn)行 時(shí)，不可避免的擾動(dòng)會(huì)使各發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相對(duì)搖擺，若系統(tǒng)阻尼不足就會(huì)引起持續(xù)振 蕩?；诎l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性時(shí)間常數(shù)較大，故振蕩頻率較低，這就是低頻振蕩的來(lái)源。 低頻振蕩(又稱功率振蕩或機(jī)電振蕩)常發(fā)生在長(zhǎng)距離、重負(fù)荷輸電線上，特別是在采用 快速高放大倍數(shù)的勵(lì)磁系統(tǒng)中更容易出現(xiàn)功率振蕩。系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩以后會(huì)產(chǎn)生兩種 結(jié)果 一是振蕩的幅值持續(xù)增長(zhǎng)，使系統(tǒng)的穩(wěn)定遭到破壞，甚至引起系統(tǒng)解列；二是振 蕩的幅值逐步減小，或通過(guò)恰當(dāng)?shù)拇胧┢较⒄袷帯?br>
發(fā)明內(nèi)容
由于PRONY方法在線分析數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)低頻振蕩，涉及到矩陣計(jì)算，所以速度上就 不能適應(yīng)WAMS系統(tǒng)快速的數(shù)據(jù)傳遞要求?？梢暬到y(tǒng)和WAMS系統(tǒng)相連，主要是在 有低頻振蕩時(shí)，能及時(shí)給調(diào)度人員提供一個(gè)警示，對(duì)頻率成分的分析可以粗略一些。所 以需要用一種既簡(jiǎn)便又不至于漏掉低頻振蕩現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)方法。 由于我們關(guān)注的是低頻部分分量，所以利用采樣定理和濾波的思想，工頻是 50Hz，而低頻振蕩的頻率小于3Hz，所以我們選擇采樣頻率為10Hz，即0.1秒采樣一個(gè) 點(diǎn)，保證在有低頻振蕩時(shí)一個(gè)周期內(nèi)至少能采集到3至4個(gè)點(diǎn)。假設(shè)在此頻率下采樣了 n個(gè)點(diǎn)。按以下幾步進(jìn)行分析 步驟l:首先濾除掉這n個(gè)點(diǎn)中的正常工頻值，方法是每個(gè)采樣點(diǎn)值減去這n個(gè) 點(diǎn)的均值，從新得到一個(gè)n個(gè)點(diǎn)的序列。 步驟2:求取這新序列含有多少個(gè)拐點(diǎn)，記為num，第一個(gè)和最后一個(gè)拐點(diǎn)所在 的序列號(hào)，分別記為n_first和njast，每個(gè)拐點(diǎn)處的序列值分別記為vl vnum。
(1)按下式計(jì)算這n個(gè)點(diǎn)組成序列的周期 period—line = (float)n*(num-l)/2.0/(n_last-n_first) (2)采樣這n個(gè)點(diǎn)所用時(shí)間為 seconds = nX 0.1 (3)序列中數(shù)據(jù)的頻率為 f = period—line/seconds (4)其幅值為各拐點(diǎn)處序列值的絕對(duì)值的平均值，艮卩 (5)根據(jù)低頻振蕩要監(jiān)測(cè)的頻率、幅值閥值進(jìn)行低頻振蕩與否的判斷。


圖1單線圖上低頻振蕩監(jiān)視示意圖 圖2低頻振蕩局部放大示意圖 圖3WAMS與可視化系統(tǒng)的硬件連接示意圖具體實(shí)施方式
(步驟) 概況而言，本發(fā)明依次含有以下步驟 (1)初始化將可視化系統(tǒng)與WAMS系統(tǒng)連接； (2)通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)PMU數(shù)據(jù)的采集和傳遞； (3)通過(guò)快速算法對(duì)其進(jìn)行分析，檢測(cè)是否含有低頻振蕩的成分； (4)對(duì)出現(xiàn)低頻振蕩的線路做可視化表達(dá)。 實(shí)際應(yīng)用效果 本發(fā)明的在四川省電網(wǎng)做了實(shí)驗(yàn)，所做的結(jié)果如圖l所示?？梢钥闯鏊軝z測(cè) 出系統(tǒng)的低頻振蕩，并能及時(shí)推出告警圖像，并予以表達(dá)。
權(quán)利要求
關(guān)鍵線路低頻振蕩可視化監(jiān)視方法，其特征在于，該方法是在電網(wǎng)調(diào)度中心自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，所述的方法依次包含以下步驟步驟1接收PMU數(shù)據(jù)；步驟2用快速算法分析低頻振蕩；步驟3如果檢測(cè)出低頻振動(dòng)，則在單線圖和地理接線圖上相應(yīng)線路就以振蕩曲線的形式顯示，并采用閃爍、變色、聲音等進(jìn)行違限預(yù)警，當(dāng)要關(guān)心某一線路低頻振蕩的細(xì)節(jié)時(shí)，可以進(jìn)行局部追蹤和放大線路振蕩細(xì)節(jié)，如果所檢測(cè)的線路無(wú)低頻振蕩，單線圖和地理接線圖上都以正常顯示方式顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)鍵線路低頻振蕩可視化監(jiān)視的方法，步驟2的特征在于 由于關(guān)注的是低頻部分分量，所以利用采樣定理和濾波的思想，工頻是50Hz，而低頻振蕩的頻率小于3Hz，所以我們選擇采樣頻率為10Hz，即0.1秒采樣一個(gè)點(diǎn)，保證在有低頻 振蕩時(shí)一個(gè)周期內(nèi)能至少采集到3至4個(gè)點(diǎn)。假設(shè)在此頻率下采樣了n個(gè)點(diǎn)。按以下幾 步進(jìn)行分析第1步，首先濾除掉這n個(gè)點(diǎn)中的正常工頻值，方法是每個(gè)采樣點(diǎn)值減去這n個(gè)點(diǎn)的 均值，重新得到一個(gè)n個(gè)點(diǎn)的序列；第2步，然后求取這新序列含有多少個(gè)拐點(diǎn)，記為num，第一個(gè)和最后一個(gè)拐點(diǎn)所在 的序列號(hào)，分別記為n_first和njast，每個(gè)拐點(diǎn)處的序列值分別記為vl vnum ;第2.1步按下式計(jì)算這n個(gè)點(diǎn)組成序列的周期<formula>formula see original document page 2</formula>第2.2步，采樣這n個(gè)點(diǎn)所用時(shí)間為<formula>formula see original document page 2</formula>第2.3步，序列中數(shù)據(jù)的頻率為<formula>formula see original document page 2</formula>第2.4步，其幅值為各拐點(diǎn)處序列值的絕對(duì)值的平均值，t!卩<formula>formula see original document page 2</formula>第2.5步，根據(jù)低頻振蕩要監(jiān)測(cè)的頻率、幅值閥值進(jìn)行低頻振蕩與否的判斷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)鍵線路低頻振蕩可視化監(jiān)視的方法，其特征在于不用進(jìn)行 求系統(tǒng)特征根等復(fù)雜計(jì)算，計(jì)算工作量能滿足系統(tǒng)在線運(yùn)行的要求。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)鍵線路低頻振蕩可視化監(jiān)視的方法，其特征既可以對(duì)實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，也可以進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，而且一旦檢測(cè)出來(lái)就能在地理接線圖和電網(wǎng) 單線圖上推出。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電力系統(tǒng)低頻振蕩的分析和監(jiān)視及可視化的表達(dá)。接收到PMU數(shù)據(jù)后對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算，用快速算法計(jì)算出低頻振蕩后，在相關(guān)的線路上用可視化方式予以表達(dá)。
文檔編號(hào)G01R31/08GK101692116SQ20081014805
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者劉俊勇, 常曉青, 田立峰, 肖嵐, 陳金海, 黃媛 申請(qǐng)人:四川省電力公司;四川大學(xué)