[发明专利]基于SCADA数据实时定位电力系统功率振荡扰动源的方法

说明书

技术领域

本发明是一种基于SCADA数据实时定位电力系统功率振荡扰动源的方法，属于基于SCADA数据实时定位电力系统功率振荡扰动源的方法的改造技术。本发明属于电力调度自动化领域，涉及电力系统功率振荡扰动源的实时定位技术。

背景技术

在电力系统中，发电机经输电线路并列运行供电时，在某些运行状态下可能出现发电机转子之间的持续振荡，引起母线电压和输电线路上功率发生相应的振荡，影响了功率的正常输送，严重时电力系统将会发生失去同步直至崩溃的严重后果。由于直接起因涉及到同步发电机转子间的摇摆，称为机电振荡或功率振荡，这种持续振荡的频率很低，通常称之为低频振荡。

低频振荡是电力系统中发生频繁、对系统稳定运行造成严重影响的一类事故,已经成为威胁互联电网安全稳定运行、制约电网传输能力的重要因素之一。最近几年，我国电网发生过多次低频振荡，由于调度员处理得当，最终没有造成严重后果；但是，如果自动化系统不能提供振荡源定位信息，调度员收到低频振荡告警后，主要采取降低联络线功率的手段来逐步平抑振荡，无法立即切除扰动源以阻止振荡的进一步扩大或再次发生。因此，如何找到方法快速确定低频振荡扰动源并及时将其切除，对保障电网的安全稳定运行意义重大，也是当前调度运行工作的最迫切需求。

低频振荡扰动源定位技术在国内外有大量研究，主要成果集中在对PMU（phasor measurement unit，相量测量单元）采集的动态数据进行数学分析理论，如：基于能量函数的强迫功率振荡扰动源定位方法、采用Prony算法进行共振型低频振荡振源定位方法、希尔波特(Hilbert)变换解决大规模电网中低频振荡扰动源的定位方法等。

使用PMU数据的电力系统功率振荡扰动源定位技术存在以下几个问题和不足：

1）尚处于理论研究和仿真阶段

可查阅的所有研究结果表明，低频振荡扰动源定位技术研究目前都还处于仿真和分析的阶段，难以在生产运行中提供实时决策信息，尚未真正实现实用化的工程应用。

2）PMU布点有限，监测范围不全

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，即数据采集与监视控制)系统，即数据采集与监视控制系统，通过安装在发电厂或变电站的一种远动装置RTU (Remote Terminal Unit，远程终端装置）采集电网数据，是当前所有电力调度的实时监视系统即EMS（Energy Management System,能量管理系统）所采用的数据采集架构。所以，SCADA数据覆盖EMS系统接入的所有厂站。

与RTU相反，PMU并不是厂站建设的常规采集装置，是需要专门部署，一般只部署在稳定问题比较突出的厂站，近期国内电力系统虽然加大投资，接入了大量PMU装置，但PMU布点有限，监测范围不全的问题仍然非常突出。

3）维护不到位，数据准确率不高

由于PMU是远端数据采集的附加设备，对电网实时运行影响不大，站端的运行人员重视程度较低，而且对装置的理解不够和操作存在偏差，往往会引起数据的问题。

主站端往往通过建设专门的WAMS (Wide Area Measurement System，广域监测系统)系统来接入PMU数据，与EMS系统难以集成，而且这些系统通常缺乏专业人员，维护难以到位。

4）实施成本过高

广域监测系统需要重新搭建数据采集架构，厂站需要专门部署PMU装置，主站系统应用复杂，必然导致实施成本大大增加。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种提高数据准确率，提高实用化水平，并大大节省投资的基于SCADA数据实时定位电力系统功率振荡扰动源的方法。

本发明的技术方案是：本发明的基于SCADA数据实时定位电力系统功率振荡扰动源的方法，包括如下步骤：

1）调用EMS系统的实时库接口，获得电力设备的有功值；

2）调用振荡特征迭代函数，在前一状态的基础上输入新的数据，对某个电网设备有功来回摆动的特征量进行计算，与预先设置的定值进行比较后返回设备的状态；

3）实时定位扰动源，根据设备的起振时间，最早触发振荡的设备被立即定位为扰动源。

上述步骤1）中，电力设备包括输电线路、发电机组、变压器。

上述步骤2）中，振荡特征迭代函数是一个状态迭代函数。

上述步骤2）中，设备的状态包括：振荡开始、正在振荡、振荡结束、正常。

上述步骤3）中，设备的起振时间是在秒级的时间内完成。