[发明专利]电力系统动态稳定在线评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统在线安全稳定分析，特别是一种综合矩阵束辨识和频域特征值分析的电力系统动态稳定在线评估方法。 

背景技术

随着我国电网建设继续跨越式大发展，截至2012年底，中国全国装机容量已超过美国跃居世界第一位，跨区互联电网规模也显著扩大，系统稳定特性更趋复杂，表现为多种稳定问题相互交织，相互制约因素增多，从而使得增强电网结构加强稳定水平的效果不能简单评估，需要放在大系统背景下通盘考虑。造成此现象的一个主要原因就是动态稳定水平在大规模交流互联电网中的各种稳定制约因素中的重要性不容忽视。比如总结近年来国调、各网调的大系统仿真计算结论，小干扰计算结果基本上显示无弱或负阻尼机电振荡模式。但是系统运行中还是难以杜绝的区域间功率振荡事件都表明运行中低频振荡风险始终存在。因此，动态稳定水平的评估就成为分析系统稳定性、确定电网运行稳定控制限额的一个迫切需要解决的问题。 

目前国家电网公司系统的调度部门已普遍在年度方式、日常方式等计算中开展了频域的小干扰稳定计算。其思想是对系统的某一稳定运行点进行线性化处理,计算系统状态矩阵的特征值。利用特征分析研究小扰动稳定问题有明显优势，可以求解特征根、特征向量、相关因子等大量与系统动态稳定有关的重要信息,比如机组相关参与因子、相关比等。因此该法是复杂电力系统动态稳定分析最有效的方法之一。然而从实践经验看，仅对某一运行方式进行小干扰计算是不完备的，由于低频振荡现象对发电机、励磁系统及其它系统参数敏感,并与系统运行方式密切相关,使离线小干扰计算结果的可靠性和适应性不高。 

目前发展并逐步在电力系统中应用起来的广域测量系统（WAMS）能够利用相角测量装置(PMU)实时同步地测量电网不同地点的状态信息,并及时在调度中心数据平台汇总,对电网的动态过程进行监测,为实施区域间低频振荡模态信息的在线辨识和实时控制提供了有利条件。在线辨识方法是直接通过采样的数据序列进行计算后提取低频振荡模态信息。目前,在电力系统中低频振荡模式辨识中应用比较广泛的算法是Prony算法，该算法是一种能够根据采样值直接估算出信号频率、衰减、幅值和初相位的分析方法，但是它对噪声尤为敏感。而矩阵束（Matrix Pencil）算法 可以去掉高次噪声的影响。因此，开展对基于WAMS的在线辨识算法研究，提高算法对噪声的抗干扰能力具有重要意义。 

电力系统动态稳定在线评估要解决两个矛盾问题是：在线计算精度与速度的平衡、局部信息与全局信息的提取。目前在线辨识算法计算速度快，精度较好，但只能给出某个振荡模态的信息，没有全局信息，基于频域特征值分析的小干扰计算虽能给出全局信息，但受参数影响大，并且全部在线计算运算量过重。 

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种电力系统动态稳定在线评估方法。 

本发明所采用的技术方案是： 

一种电力系统动态稳定在线评估方法，该方法包括如下步骤： 

步骤一，在电力系统WAMS（广域测量系统）中，利用PMU（同步相量测量单元）进行高频采样获得发电机功角信号或联络线功率曲线信号，然后利用矩阵束辨识算法对采样数据中的振荡模式进行提取； 

具体方法如下：