专利名称：基于二次差分法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统和方法
技术领域：
本发明属于电カ系统领域，具体涉及ー种基于二次差分法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统和方法。
背景技术：
随着电カエ业市场化进程的深入，电カ系统越来越趋于极限运行，低频振荡问题是国内外电网共同面对的技术难题。低频振荡频率低，振荡范围广，振荡持续时间长，对电网安全稳定造成了巨大威胁。产生低频振荡的原因主要有两种，一种是负阻尼低频振荡，负阻尼振荡是逐渐增幅过程，若没有人为干预，将持续保持増幅振荡，振荡的幅度越来越大，直到系统切机或失稳；另一种是强迫共振型的低频振荡，当扰动频率与系统自然振荡频率 相同或接近时，产生共振，振荡振幅主要与扰动的幅度及系统阻尼水平有夫，振荡过程中扰动源一直存在或在相当长的时间段内存在，例如几十秒到几分钟。两种机理振荡的起因不同，需要采取的应对措施也不同，因此有效地判别负阻尼振荡和强迫振荡对快速应对低频振荡问题有重要意义。采用功率峰值的二次差分计算结果来区分负阻尼振荡和强迫振荡，是ー种可行的技术手段，而有效识别功率峰值是这ー技术手段可行的前提保证。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种基于二次差分法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统和方法，适合用以连续监控电力系统中的低频振荡现象；当电カ系统中发生低频振荡时可以根据功率曲线快速准确找出功率峰值进行二次差分计算，根据统计差分计算结果判断出振荡是由于系统阻尼为负而引发的负阻尼振荡还是由于扰动源的存在而引发的强迫振荡。为实现上述目的，本发明提供一种基于二次差分法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统，其改进之处在于，所述系统包括依次连接的功率峰值计算模块、包络线功率峰值提取単元、转存单元、有效性确认单元、预处理単元、二次差分计算单元和振荡类型判定単元。本发明提供的优选技术方案中，所述功率峰值计算模块包括电流突变量动作检测组件和接收其控制信号的定时计数器。本发明提供的第二优选技术方案中，所述包络线功率峰值提取単元包括并列设置的上包络线功率峰值提取模块和下包络线功率峰值提取模块。本发明提供的第三优选技术方案中，所述转存单元设置有存储上、下包络线功率峰值及相应的时刻的功率峰值序列。本发明提供的第四优选技术方案中，提供一种基于二次差分法判断负阻尼振荡与強迫振荡的方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤(I).启动功率峰值计算；(2) 提取包络线功率峰值；(3).将提取的包络线功率峰值及相应的时刻转存在功率峰值序列中；
(4).确认功率峰值的有效性；(5) 对功率峰值进行预处理；(6).对功率峰值进行二次差分计算；(7).根据ー阶差分和ニ阶差分的计算结果对振荡类型进行判定。本发明提供的第五优选技术方案中，在所述步骤I中，利用所述电流突变量动作检测组件对电流突变量进行检测，若检测出电流突变量，则向所述定时计数器发出控制命令，在设定时间段内检测扰动源。本发明提供的第六优选技术方案中，所述电流突变量动作检测组件依式(I)对电流突变量进行检测
权利要求
1.一种基于二次差分法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的功率峰值计算模块、包络线功率峰值提取単元、转存单元、有效性确认单元、预处理単元、二次差分计算单元和振荡类型判定単元。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述功率峰值计算模块包括电流突变量动作检测组件和接收其控制信号的定时计数器。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述包络线功率峰值提取単元包括并列设置的上包络线功率峰值提取模块和下包络线功率峰值提取模块。
4.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述转存单元设置有存储上、下包络线功率峰值及相应的时刻的功率峰值序列。
5.根据1-4项权利要求任ー项所述系统的基于二次差分法判断负阻尼振荡与强迫振荡的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 (1).启动功率峰值计算； (2).提取包络线功率峰值； (3).将提取的包络线功率峰值及相应的时刻转存在功率峰值序列中； (4).确认功率峰值的有效性； (5).对功率峰值进行预处理； (6).对功率峰值进行二次差分计算； (7).根据ー阶差分和ニ阶差分的计算结果对振荡类型进行判定。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤I中，利用所述电流突变量动作检测组件对电流突变量进行检测，若检测出电流突变量，则向所述定时计数器发出控制命令，在设定时间段内检测扰动源。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电流突变量动作检测组件依式(I)对电流突变量进行检测│(in-in-N)-(in-N-in-2N)││≥Idset(1) 其中，i为实时电流采样值；n为采样点序号；N为数据采样周期；Idsrt为电流突变量启动设定值。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述上包络线功率峰值提取模块和所述下包络线功率峰值提取模块分别对上包络线功率峰值和下包络线功率峰值进行提取。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在干，所述上包络线功率峰值提取模块根据式(2)对上包络线功率峰值进行提取
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述上包络线功率峰值提取模块根据式(3)对上包络线功率峰值进行提取
11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述转存単元根据式(4)和式(5)将提取的上、下包络线功率峰值及相应的时刻转存在功率峰值序列中；
12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤4中，根据式(6)确认功率峰值的有效性；
13.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤5中，利用功率峰值的波峰减去波谷，得到式(7)； Pr (k) = Pj(k)-pM(k)(7) 其中，匕(k)为计算用功率峰值序列。
14.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤6中，利用式(8)进行ー阶差分和ニ阶差分的计算；
15.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤7中，根据式(9)至式(12)对振荡类型进行判定，式(9)为强迫振荡的判断根据，式(10)为负阻尼振荡的判断根据，式(11)为等幅振荡的判断根据，式(12)为零阻尼強迫振荡的判断根据； Q ≥ 2(9) N ≥ 2(10) R ≥ 3(11) MS 2(12) 其中，R为ー阶差分为O的次数,M为ニ阶差分为O的次数,N为ー阶差分与ニ阶差分的乘积为正的次数，Q为ー阶差分与ニ阶差分的乘积为负的次数。
全文摘要
本发明提供了一种基于二次差分法判断负阻尼振荡与强迫振荡的系统和方法，主要根据枢纽点、变电站母线电压频率或者联络线、发电机出口、发电厂出口的有功功率信号曲线，通过电流突变量触发启动计算，采样比较法找出信号曲线的峰值，通过计算增幅振荡开始的最初几个或十几个周波内峰值功率的一次差分和二次差分值，比较二者的符号若二者同号时为负阻尼振荡，若二者异号时为强迫振荡，监控主机根据振荡性质给出相应的报警信号，以便调度运行人员快速采取抑制低频振荡的措施，或直接发出抑制低频振荡措施指令，提高电网安全稳定运性。
文档编号G01R21/133GK102650657SQ20121010354
公开日2012年8月29日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者何凤军, 刘增煌, 朱方, 李文锋, 李莹, 王官宏, 贾文双, 陶向宇 申请人:中国电力科学研究院