[发明专利]多频振荡下基于频率特征的振荡中心识别系统及其方法

说明书

本发明属于电力系统稳定分析技术领域，尤其涉及一种多频振荡下基于频率特征的振荡中心识别系统及其方法，包括数据采集模块、失步/振荡中心穿越判别模块、失步/振荡中心位置识别模块和结果输出模块；所述数据采集模块用于采集网络结构参数、系统内各侧母线频率；失步/振荡中心穿越判别模块判别失步/振荡中心是否发生穿越，进而判别是否在T接线路保护范围内；所述失步/振荡中心位置识别模块在失步/振荡中心穿越判别模块判别无穿越现象，即失步/振荡中心位于三端系统中某一侧时，根据该侧母线频率变化情况与其余两侧母线频率变化情况相反的特征，识别失步/振荡中心位置，并将分析结果发送至结果输出模块。

技术领域

本发明属于电力系统稳定分析技术领域，尤其涉及一种多频振荡下基于频率特征的振荡中心识别系统及其方法。

背景技术

当电力系统运行受到剧烈扰动时，系统中发电机无法保持相对稳定，将发生失步振荡，为防止造成电力系统的崩溃，一方面需要在失步断面将系统解列为若干子系统以保持稳定运行；另一方面，需要防止电网中的继电保护装置因振荡而误动从而扩大扰动影响范围。失步/振荡中心的准确定位和追踪是电力系统振荡研究的重要方面，可为电力系统失步解列装置提供重要参考依据，同时也是保护振荡闭锁的重要判断依据之一。随着电网运行规模日益扩大，区域电网之间联系愈加紧密，在电力系统中发生故障进而引发振荡时，失步/振荡中心也不再固定在线路上某一点，而可能在各区域电网之间移动。在多频振荡场景下，电气量变化规律等都有较大变化，传统基于两机系统模型的定位方法，对于多频振荡场景下失步/振荡中心移动的情形可能不再适用。

目前关于振荡中心识别追踪方法的研究大多基于两机系统模型，且主要分为两类，一类是利用本地信息实现失步/振荡中心定位，如基于视在阻抗轨迹、视在阻抗角或的方法等，均能准确定位振荡中心。另一类是利用广域信息实现定位，目前，在基于两机系统模型振荡中心电气量频率特征的识别方法基础上，部分学者已经开展多频振荡场景下失步/振荡中心定位方法的研究，分析了多频振荡场景下的频率分布特征，并提出了失步中心的定位方法，然而假设条件为所有系统阻抗、线路阻抗均相等，与实际情况差异较大。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种多频振荡下基于频率特征的振荡中心识别系统及其方法。

系统包括：

数据采集模块、失步/振荡中心穿越判别模块、失步/振荡中心位置识别模块和结果输出模块；所述数据采集模块用于采集网络结构参数、系统内各侧母线频率；失步/振荡中心穿越判别模块判别失步/振荡中心是否发生穿越，进而判别是否在T接线路保护范围内；所述失步/振荡中心位置识别模块在失步/振荡中心穿越判别模块判别无穿越现象，即失步/振荡中心位于三端系统中某一侧时，根据该侧母线频率变化情况与其余两侧母线频率变化情况相反的特征，识别失步/振荡中心位置，并将分析结果发送至结果输出模块。

方法包括以下步骤：

步骤1：以三侧电源通过三条线路相连于一点O来构建三机等值系统模型；

步骤2：根据各侧等效电源电势振荡初始时刻的相位关系来得到任意两侧等效电势的相角差；

步骤3：根据基尔霍夫电流定律列出O点电流方程并推导得出各侧电流瞬时值表达式，并结合三角函数关系得到多机振荡场景下电流频率特征；

步骤4：分析任意一点p的电流频率特征，获得多机振荡场景下电压频率特征，分析得出电压频率分布与电势相角、相对角速度、具体位置的关系；

步骤5：根据电压频率连续变化过程得到振荡中心的偏移边界，偏移最远点为失步中心；

步骤6：若某一母线处较其他母线频率变化剧烈，或母线两个相邻的频率变化段波形反向，则说明失步中心发生穿越，则无需进行振荡中心识别，反之则按步骤7进行识别；