[发明专利]随机响应下电力系统超低频振荡辨识及振荡源定位方法

说明书

本发明公开的随机响应下电力系统超低频振荡辨识及振荡源定位方法属于电力系统超低频振荡事故分析技术领域。为精确的反映系统在随机响应下发生超低频振荡时的振荡情况，以便及时采取有效的措施抑制或消除振荡，维持电力系统的安全稳定运行，本发明提供一种在电力系统随机响应模型的基础上，实现超低频振荡的在线检测和准确定位的方法，利用基于量测数据的信息分析方法对随机响应数据处理与分析，获取模态参数，在此基础上，结合能量流理论，计算各发电机端口的耗散能量，分析超低频振荡模式下耗散能量的分布，实现对主导振荡路径的在线定位与跟踪，实现振荡源定位，准确性高，稳定性好，应用广泛，对抑制电力系统的超低频振荡有重大的意义。

技术领域

本发明属于电力系统超低频振荡事故分析技术领域，特别是涉及到一种随机响应下电力系统超低频振荡辨识及振荡源定位方法。

背景技术

近年来，高水电占比电网中超低频振荡事故在国内外时有发生，这种超低频率的振荡给电网带来极大的损失，因此超低频振荡的准确辨识与定位十分重要。

电力系统的动态响应一般可以分为两类：一类是反映电力系统受到大扰动时引起的动态变化，称为暂态响应，另一类是反映电力系统处于正常运行状态，受到小干扰时引起的动态变化过程，称为随机响应。大扰动的扰动形式包括短路、断线、发电机退出运行等，小扰动的扰动形式包括负荷的随机投切以及其他小幅随机性波动。暂态响应的特点是波动幅度较大，但持续时间很短，它可以在扰动发生后的数秒内达到新的动态平衡并保持在稳定状态。随机响应的特点是系统中振荡分量幅值的波动比较小，随机响应信号的波形通常为锯齿状，表征小幅波动，是一种不间断且不受控的类噪声信号，蕴含了系统丰富的动态特征信息。

以往的研究都是基于暂态响应数据，对超低频振荡进行分析，由于系统恢复稳定的速度比较快，持续时间比较短，因此得到的数据有限，这样就使分析结果有一定的局限性。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种随机响应下电力系统超低频振荡辨识及振荡源定位方法用于解决现有的超低频振荡分析与研究都是基于暂态响应数据持续时间比较短，因此得到的数据有限导致分析结果有一定局限性的技术问题。

随机响应下电力系统超低频振荡辨识及振荡源定位方法，包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行:

步骤一、随机数据采集与预处理

①随机数据采集

改变负荷波动作为环境激励，对电力系统进行机电暂态仿真，分别采集一定时间段内的随机扰动下电力系统各发电机的频率偏差△f，有功功率P、无功功率Q以及电压U；

②基准获取

利用特征值分析法进行参数辨识，获得基准振荡频率以及基准阻尼比；

③模式提取

利用小波滤波同时对采集的各发电机的频率偏差△f进行滤波处理，将特征值分析法获得的振荡频率作为小波滤波的中心频率，在中心频率处设置指定的带宽，提取超低频振荡模式；

步骤二、模态分析

利用基于物理学的动态模式分解(Physics-informed dynamic modedecomposition，piDMD)辨识并获得超低频振荡模式的振荡频率与阻尼比，用特征值分析法获得的基准振荡频率与基准阻尼比对应减去piDMD辨识的发电机振荡频率与阻尼比，获得的误差值作为piDMD方法辨识的误差；

误差值在设定的阈值范围之外，调整piDMD的设置参数后再次辨识并获得超低频振荡模式的振荡频率与阻尼比，用特征值分析法获得的基准振荡频率与基准阻尼比对应减去调整后piDMD辨识的发电机振荡频率与阻尼比直至误差值在设定的阈值范围内；