一种基于wams和scada综合数据的电网强迫振荡源定位方法
【专利摘要】本申请通过综合利用广域测量系统(WAMS)和电力数据采集与监控系统(SCADA)数据，对振荡源进行快速准确定位。主要原理为：首先采用基于500kV电网WAMS数据的能量流函数法定位振荡源的大致方向，然后针对三种常见的振荡源的性质采用三种不同的精确振荡源定位方法，采用基于SCADA数据的振荡极值点判断方法计算局部弱联系电网的联络线，判断是否弱联系电网存在振荡；采用发电机励磁电压相位的WAMS数据的相角来判断是否由于发电机励磁系统引发振荡；采用发电机组的调门或导叶开度的SCADA数据的极值点计算方法来判断是否由于机组原动机引发电网振荡。
【专利说明】-种基于WAMS和SCADA综合数据的电网强迫振荡源定位方 法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统动态监测领域，具体涉及一种基于广域测量系统（即WAMS) 和电力数据采集与监控系统（即SCADA)综合数据的电网强迫振荡源定位方法。
【背景技术】
[0002] 电网低频振荡的原因大部分为某振荡源强迫振荡引起的。从历史统计看，南方电 网的功率振荡基本上都为振荡源引起的强迫振荡，而引起电网振荡的强迫振荡源集中于以 下三种情况，从南方电网的情况看，此三种情况导致的电网振荡占90 %以上：
[0003] 1.由于弱联系的区域电网的扰动的频率和主网的某一振荡特质频率接近，引发主 网振荡。
[0004] 2.由于发电机组的调门问题，导致原动机输出有功周期性振荡，其频率接近于电 网的特征频率，引发主网振荡。
[0005] 3.由于发电机的励磁调节器问题，出现正反馈，引发主网振荡。
[0006] 本发明重点提出针对以上三种原因引起的电网振荡的快速定位方法，保证在电网 出现振荡时能快速找到引起振荡的原因，有利于及时处理并快速恢复电网稳定，意义重大。
[0007] 现有专利和论文在定位振荡源时都是单一的方法，采用单一的数据源，主要是采 用PMU数据的波形进行分析，进行定位。虽然原理正确，但是由于电网安装PMU装置的厂站 非常有限，如果振荡源厂站没有PMU装置，则不能正确定位，如果振荡源厂站没有PMU，就只 能大概判断振荡源的方位，所以实用价值不大。
【发明内容】
[0008] 为解决现有技术存在的上述问题，本发明公开了一种基于WAMS和SCADA综合数据 的电网强迫振动源定位方法。
[0009] 本发明具体采用以下技术方案：
[0010] 一种基于WAMS和SCADA综合数据的电网强迫振动源定位方法，其特征在于：综合 利用WAMS数据和SCADA数据进行定位判断。首先利用WAMS数据定位电网振荡源的方向和 大致区域，再利用SCADA数据或PMU数据精确找到振荡原因。
[0011] 基于WAMS和SCADA综合数据的电网强迫振动源定位方法包括以下步骤：
[0012] 第一步：当电网主网出现振荡时，利用电网的WAMS数据，对振荡源进行初步定位：
[0013] 通过计算电网关键节点所连接支路的势能流入、流出节点情况在线判断振荡源的 大致方位，其中，所述关键节点所连接支路的势能函数通过如下方程描述：
[0014]
[0015]
【权利要求】
1. 一种基于WAMS和SCADA综合数据的电网强迫振动源定位方法，其特征在于：综合利 用WAMS系统中的相量测量单元WAMS数据和SCADA数据，首先利用WAMS数据定位电网振荡 源的方向和大致区域，再利用SCADA数据或WAMS数据精确找到振荡原因。
2. 根据权利要求1所述的电网强迫振动源定位方法，其特征在于，所述定位方法包括 以下步骤： 第一步：当电网主网出现振荡时，利用电网的WAMS数据，对振荡源进行初步定位： 通过计算电网关键节点所连接支路的势能流入、流出节点情况在线判断振荡源的大致 方位，其中，所述关键节点所连接支路的势能函数通过如下方程描述：
AVrai⑴为支路ij的i节点的势能，AVpej⑴为j节点的势能，APij为支路ij两端 的有功差，APji为支路ij从j端至i端两端的有功差，Cpi为i节点电压相角，Cpj为j 节点电压相角，为i节点电压相角的偏导，A扣为j节点电压相角的偏导，积分时间为观 察时间窗口，根据势能的变化和能量的消耗的趋势判断出振荡源方向； 第二步：定位振荡源的大致方位后，针对三种引起振荡的振荡源进行详细定位： 2. 1采用弱联系区域电网联络线的SCADA有功数据，利用SCADA数据振荡检查算法判断 弱联系区域电网是否存在大于设定阈值的有功振幅，如果该弱联系区域电网出现大于设定 阈值的有功振幅，且大于其余地方的有功振幅，则认为主网振荡是该弱联系区域电网引起 的； 2. 2通过SCADA数据采集的机组的调门开度，判断所述开度是否出现周期性振荡，如果 出现周期性振荡，则认为电网主网振荡是由于机组的原动机的振荡引起的； 2. 3通过WAMS采集的发电机励磁数据，根据励磁电压的相位判断电力系统稳定器PSS 对电网的阻尼是否为负，如果阻尼为负，则认为是由于振荡是由于发电机电力系统稳定器 PSS引起的。
3. 根据权利要求2所述的电网强迫振动源定位方法，其特征在于： 在第一步中，将势能变化看作由两部分组成：一部分是伴随周期性振荡存在的周期性 能量变化；另一部分是在电网中传播并消耗的能量；当所述关键节点所连接支路的势能在 电网中传播并逐渐消耗时，排除势能周期分量的影响，得到电网各关键节点的势能传播衰 减方向，势能的衰减方向的反方向就是振荡源的大致方向。 在第二步中，当PSS电压波形的相位和发电机励磁电压波形的相位差小于90度大 于-90度时，则认为PSS装置对电网的阻尼为负阻尼。
【文档编号】H02J13/00GK104242462SQ201410525783
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】赵旋宇, 李志学, 赵化时, 顾慧杰, 许君德, 邱富东, 孔洋洋, 祁鸿燕, 严耿, 杨东, 王立鼎 申请人:中国南方电网有限责任公司, 北京四方继保自动化股份有限公司