一种新能源次同步振荡溯源方法、装置、存储介质及计算设备与流程

本发明涉及电力系统稳定控制，具体为一种新能源次同步振荡溯源方法、装置、存储介质及计算设备。

背景技术：

1、比较典型的有风电等变流式电源引发的次/超同步振荡事故，它们降低了电能质量，破坏了设备安全，危及了电网的可靠运行。为了提高系统的稳定性，需要对这类新型次同步振荡的振荡源进行辨识，从而为振荡的预防和抑制提供重要信息。

2、大多数大型新能源发电都在偏远地区开发，并通过长距离输电线路接入主电网，新能源接入点电网强度弱。新能源发电控制和弱电网之间的复杂相互作用可能导致不稳定和振荡问题。

3、因此需要一种新能源次同步振荡溯源方法，解决供电系统振荡，提升生产效率，杜绝安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新能源次同步振荡溯源方法、装置、存储介质及计算设备，该方法采用复数阵列方法计算出振荡源点的位置，从而实现对新能源场站内次同步振荡源点的定位。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明第一方面提供一种新能源次同步振荡溯源方法，包括：

4、将振荡信号转换为坐标形式；

5、基于振荡信号到达接收器时间计算振荡信号在每个接收器上的相位信息，并表示为列向量；并将所有接收器的位置信息表示为复数矩阵；

6、根据接收器位置信息的复数矩阵、振荡信号在每个接收器上的相位信息列向量、振荡信号的坐标形式、振荡信号的频率和传播速度，将振荡信号在空间域中的表示转化为复数阵列的形式，求解得到振荡源点的位置。

7、进一步的，所述方法还包括，判断发生信号振荡的步骤，如下：

8、获取新能源场站内正常工作状态下各电气设备的电量信息，并转换为频域信号，基于频域分析得到各电气设备正常工作状态下基波和各谐波的相位和幅值信息，进行标记并纳入数据集；

9、将某时刻新能源场站内各电气设备的电量信息的相位数值与所述数据集中存储的正常工作状态下的数据进行对比判断，若存在不相符且达到预设的持续时间ts，则判定该时刻发生信号振荡。

10、进一步的，所述新能源场站内的电气设备包括风机、变流器、控制器、发电机、逆变器、传感器以及电力电容器；

11、进一步的，所述电量信息包括电压、电流、功率、电能以及功率因数；

12、将采集的所述电压和电流的时域信号采用傅里叶变换转换为频域信号。

13、进一步的，所述将振荡信号转换为坐标形式，包括：

14、将采集的所述振荡信号转换为频域信号；

15、基于频域信号提取基波和各级谐波的幅值和相位信息；

16、将基波和各级谐波成分的实部相加作为频域信号的x坐标，将基波和各级谐波成分的虚部相加作为频域信号的y坐标，得到振荡信号的坐标形式。

17、进一步的，所述基于振荡信号到达接收器时间计算振荡信号在每个接收器上的相位信息，包括：

18、采用接收器记录振荡信号到达时间，将振荡信号到达接收器时间采用计算式的形式表示：

19、

20、其中，ti表示振荡信号在第i个接收器上的到达时间，φi表示振荡信号在第i个接收器上的相位，f表示振荡信号频率；

21、基于所述计算式和实际记录时间，计算出振荡信号在每个接收器上的相位信息。

22、进一步的，所述将所有接收器的位置信息表示为复数矩阵，包括：

23、将接收器位置在空间中的x坐标和y坐标，分别表示为复数矩阵的实部和虚部。

24、进一步的，所述振荡信号在空间域中的表示为：

25、

26、其中，sk(x,y)是第k个谐波在空间域的复振荡信号，d(x,y)表示振荡源点到空间坐标(x,y)的距离，v表示振荡信号的传播速度，sk(t)为第k个谐波在时间域的复振荡信号，ak是第k个谐波的振幅，j是虚数单位，k是谐波的阶数，fk是第k个谐波的频率。

27、本发明第二方面提供一种新能源次同步振荡溯源装置，用于实现前述的新能源次同步振荡溯源方法，所述装置包括：

28、数据处理模块，用于将振荡信号转换为坐标形式；

29、计时模块，用于记录振荡信号到达接收器的时间；

30、转换模块，用于基于记录的振荡信号到达接收器的时间计算振荡信号在每个接收器上的相位信息，并表示为列向量；以及将所有接收器的位置信息表示为复数矩阵；

31、定位模块，用于根据接收器位置信息的复数矩阵、振荡信号在每个接收器上的相位信息列向量、振荡信号的坐标形式、振荡信号的频率和传播速度，将振荡信号在空间域中的表示转化为复数阵列的形式，求解得到振荡源点的位置。

32、进一步的，所述装置还包括判断模块，用于判断信号振荡的发生；

33、所述判断模块包括：

34、信息收集模块，用于获取新能源场站内正常工作状态下各电气设备的电量信息，并转换为频域信号，基于频域分析得到各电气设备正常工作状态下基波和各谐波的相位和幅值信息，进行标记并纳入数据集；

35、对比模块，用于将某时刻新能源场站内各电气设备的电量信息的相位数值与所述数据集中存储的正常工作状态下的数据进行对比判断，若存在不相符且达到预设的持续时间ts，则判定该时刻发生信号振荡。

36、本发明第三方面提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据前述的方法中的任一方法。

37、本发明第四方面提供一种计算设备，包括，

38、一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据前述的方法中的任一方法的指令。

39、本发明的有益效果为：本发明将时域信号转换为频域信号，通过计算得出信号的相位参数并进行判断，识别信号振荡，并采用复数阵列方法计算出振荡源点的位置，从而实现对新能源场站内次同步振荡源点的定位，实现新能源振荡的溯源，从而做出相应的整备方案，强化了供电系统振荡管理及应用、降低了运维管控成本，提升了服务质量，提升调度指挥质量及成效，可以达到比传统方法更加优越的效果。

技术特征：

1.一种新能源次同步振荡溯源方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种新能源次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述方法还包括，判断发生信号振荡的步骤，如下：

3.根据权利要求2所述的一种新能源次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述新能源场站内的电气设备包括风机、变流器、控制器、发电机、逆变器、传感器以及电力电容器。

4.根据权利要求3所述的一种新能源次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述电量信息包括电压、电流、功率、电能以及功率因数；

5.根据权利要求1所述的一种新能源次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述将振荡信号转换为坐标形式，包括：

6.根据权利要求5所述的一种新能源次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述基于振荡信号到达接收器时间计算振荡信号在每个接收器上的相位信息，包括：

7.根据权利要求6所述的一种新能源次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述将所有接收器的位置信息表示为复数矩阵，包括：

8.根据权利要求7所述的一种新能源次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述振荡信号在空间域中的表示为：

9.一种新能源次同步振荡溯源装置，其特征在于，用于实现权利要求1至8任意一项所述的新能源次同步振荡溯源方法，所述装置包括：

10.根据权利要求9所述的一种新能源次同步振荡溯源装置，其特征在于，所述装置还包括判断模块，用于判断信号振荡的发生；

11.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至8所述的方法中的任一方法。

12.一种计算设备，其特征在于，包括，

技术总结
本发明公开了一种新能源次同步振荡溯源方法、装置、存储介质及计算设备，该方法包括；判断发生信号振荡，将振荡信号转换为坐标形式；基于振荡信号到达接收器时间计算振荡信号在每个接收器上的相位信息，并表示为列向量；并将所有接收器的位置信息表示为复数矩阵；根据接收器位置信息的复数矩阵、振荡信号在每个接收器上的相位信息列向量、振荡信号的坐标形式、振荡信号的频率和传播速度，将振荡信号在空间域中的表示转化为复数阵列的形式，求解得到振荡源点的位置。本发明实现了新能源振荡的溯源，从而做出相应的整备方案，强化了供电系统振荡管理及应用、降低了运维管控成本，提升了服务质量，提升调度指挥质量及成效。

技术研发人员：李强,邹小明,汪成根,贾勇勇,任必兴,吕振华,唐伟佳,张森,李雅然
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1