[发明专利]一种含大规模新能源电网次同步振荡广域监测和预警方法

权利要求书

1.一种含大规模新能源电网次同步振荡广域监测和预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、基于PMU和其他专用装置上送调度中心WAMS系统的电网各支路和新能源汇集站间谐波监测分析信号，判断当前时刻电网中存在的次同步振荡频率分量；

(2)、识别次同步振荡间谐波的振荡路径；

(3)、判断存在引发火电机组次同步振荡风险的次同步振荡间谐波；

(4)、当电网中存在引发火电机组次同步振荡风险的次同步振荡间谐波时，向调度中心发出预警信号，并进行振荡源定位以及相关支路和新能源汇集站的参与程度排序；

所述步骤(4)中振荡源定位以及相关支路和新能源汇集站参与程度排序方法如下：

(41)、将次同步振荡间谐波振荡路径的电压、电流间谐波分量从频率为ω_abc的abc坐标系转换到频率为ω_dq，且满足ω_dq＝|50-ω_abc|的dq坐标系；

(42)、将次同步振荡间谐波的电压、电流分量代入下式，得到次同步振荡间谐波的暂态能量流功率：

E＝-0.5ω(A_idA_uqsin(α_id-α_uq)-A_iqA_udsin(α_iq-α_ud))

式中，ω为次同步振荡间谐波dq轴分量的频率；A_id、α_id分别为次同步振荡间谐波d轴电流的幅值、初相角；A_iq、α_iq分别为次同步振荡间谐波q轴电流的幅值、初相角；A_ud、α_ud分别为次同步振荡间谐波d轴电压的幅值、初相角；A_uq、α_uq分别为次同步振荡间谐波q轴电压的幅值、初相角；

(43)、对于次同步振荡间谐波振荡路径中的新能源汇集站，以其暂态能量流功率为参与因子；对于次同步振荡间谐波振荡路径中的各支路则以支路末端暂态能量流功率减去支路首端暂态能量流功率作为参与因子；将参与因子为正的各支路和新能源汇集站作为次同步振荡源，将多个次同步振荡源按参与因子大小进行排序。

2.根据权利要求1所述的一种含大规模新能源电网次同步振荡广域监测和预警方法，其特征在于，所述步骤(1)中电网各支路和新能源汇集站间谐波监测分析信号，包括频率范围在5-100Hz的电压间谐波和电流间谐波的频率、幅值和相角，以及频率范围在5-50Hz的三相瞬时功率间谐波的频率和幅值。

3.根据权利要求1所述的一种含大规模新能源电网次同步振荡广域监测和预警方法，其特征在于，所述步骤(1)中将电流间谐波频率ω_ii和电压间谐波频率ω_ui相同，与三相瞬时功率间谐波频率ω_pi满足关系ω_pi＝|50-ω_ii|，且有相同频率间谐波的支路和新能源汇集站数目大于预先设定的门槛值如下条件的间谐波判断为当前时刻电网中存在的次同步振荡频率分量。

4.根据权利要求1所述的一种含大规模新能源电网次同步振荡广域监测和预警方法，其特征在于，所述步骤(2)中识别次同步振荡间谐波的振荡路径方法如下：

在有间谐波监测分析信号的电网各支路和新能源汇集站中，选择三相瞬时功率间谐波幅值大于预先设定门槛值的支路和新能源汇集站，作为该三相瞬时功率间谐波频率对应的次同步振荡间谐波的振荡路径。

5.根据权利要求1所述的一种含大规模新能源电网次同步振荡广域监测和预警方法，其特征在于，所述步骤(3)中将满足如下所有条件的次同步振荡间谐波认为存在引发火电机组次同步振荡风险并告警：

(a)次同步振荡间谐波频率与某一火电机组固有轴系扭振频率差值的绝对值小于频率差门槛值；

(b)次同步振荡间谐波振荡路径中支路和新能源汇集站与条件(a)中的火电机组最小电气距离小于电气距离门槛值；

(c)与火电机组最小电气距离的支路或新能源汇集站三相瞬时功率间谐波幅值大于功率幅值门槛值；

(d)满足条件(a)、(b)和(c)的持续时间大于时长门槛值且在该持续时间内次同步振荡间谐波频率波动幅度小于频率波动门槛值。