[发明专利]基于WAMS的电网大扰动识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网技术领域，尤其涉及一种基于WAMS的电网大扰动识别方法。

背景技术

西电东送、全国联网”工程的大力建设，让我国的电网建设迈入了蓬勃发展的新阶段。“十二五”期间，国家电网准备投入5000亿元到智能电网的初步建设中，智能电网(smart power grids)就是指将电网智能化，它是以高速双向的通信网络为基础进行建设的，利用先进的设备、测量方法、传感技术、控制方法与决策系统等技术，使电网的运行更加地安全可靠、经济环保，智能电网还有着可以抵抗供给、保证用户的用电需求、可以接入多种形式的发电，并且能让电力市场可以高效化地运行等优点。以我国目前的建设情况来看，在2015年就能够基本完成信息化并且自动化的智能电网的初步建设，电网的跨区互联使电网中的资源配置得到优化，运行效率得到提高，更加智能化。

在大型的互联电网中，经常出现各种大扰动。电网扰动就是指因为系统运行中的某些运行条件突然发生变动导致系统中的电气量发生变化。由影响程度可将扰动分为电网大扰动以及小扰动。电网小扰动即电气量变化幅度不大且持续时间较长的扰动，通常小扰动的产生是因为个别的发电机以及负荷的加入与切除或者是发电机转速发生了小的变化。电网大扰动是指电气量变化幅度较大但持续时间短暂，在很大程度上会影响电网的运行的扰动。通常大扰动的产生是由大容量的发电机或负荷等电力系统主要元件的加入与切除引起的，也可能是短路故障造成的。电力系统是复杂的非线性大系统，小扰动对系统行为特性的影响一般与干扰的大小和发生的地点无关，影响比较小，因此不对小干扰进行研究。而发生大扰动时，电力系统将发生很大的状态偏移和振荡，而且扰动是无时不在并且呈现出某种关联现象的，一个地方的局部电网的某些大扰动，可能传播到其他的节点，又可能引发新的大扰动，导致其他节点大扰动的发生，如此扰动的影响范围就会扩大，若不及时采取恰当的措施去抑制扰动，就有可能发展成严重的大范围停电事故。国内外的几次大停电事故充分说明了这一点。对我国的电网来说，因为电网结构越来越复杂，随之电网的动态特性也愈来愈多样化，局部扰动可能影响到的范围也在扩大，出现大范围停电的概率也变大。大范围的停电一定会对经济和社会造成严重的损失，因此，对电网中出现的大扰动现象进行研究具有重要的理论和现实意义。

当确定电网中发生大扰动后，就需要对大扰动进行类型识别。电网大扰动识别方法就是大扰动类型的判断方法，其包括扰动特征值的提取方法以及扰动类型的分类方法两部分。因为电网扰动的类型较多，影响电网的安全可靠运行的程度也各不相同，所以，在研究扰动识别时可以将研究重点放在对电网影响较大且影响范围较大的大扰动上。电网大扰动识别就是利用某些电网中的信息数据以及一定的工具来对比大扰动发生后和正常运行时的电气特征值，通过特征值的变化来判断出大扰动的类型，同时还可以根据识别结果为运行调度人员提供有效的参考数据，便于工作人员快速地采取措施从而降低大扰动对电网的安全运行所带来的不利影响^[。

扰动出现后，运行调度人员必须快速地判断出扰动的类型以及它对电网所造成的影响，从而快速地采取相应的措施消除扰动，确保电网的稳定运行。只有快速地识别出大扰动类型，才能根据类型采取争取的处理措施，避免扰动的波及面扩大。大扰动识别的扰动类型不只是判断各类故障的类别，还包括识别切机、切负荷、低频振荡、无故障跳闸等扰动^[12]。这种识别方法参考的扰动特征较其他方法直观，因为这种方法是基于扰动特征的，就无需考虑电网的拓引结构了。因为这方面的研究才刚刚起步，现有的识别方法所参考的电网状态量仅仅只是电压幅值，无法更全面地描述大扰动的变化特征，因此大扰动的识别难度就会加大，误判的几率也很大。所以，就需要采用新的技术和方法对电网大扰动进行在线识别。WAMS的出现，对电网大扰动在线识别是一个良好的契机。PMU采集到的实时数据经过处理与提取，就能够得到描述扰动特征的特征值，使电网大扰动的发生过程可以被直接监测，对扰动的分类以及原因的判断，可以使运行人员迅速了解事故情况，从而快速采取相应对策消除扰动，使电网可以稳定安全地运行。