计及相量测量单元信息不可观性的强迫功率振荡扰动源定位

发布时间：2020-07-19 12:10

【摘要】：强迫功率振荡的扰动源定位是低频振荡诊断与分析中的重要问题。目前,利用相量测量单元(PMU)的数据进行扰动源位置识别已引起了一定的关注,但相关研究成果大多未考虑PMU尚无法完整配置的现状,因而难以在实际电力系统中推广应用。为此,提出了一种计及PMU信息不可观性的强迫功率扰动源定位方法,并从扰动源定位的角度出发,提出了PMU分区配置的基本要求。仿真结果表明,该方法可在PMU信息不可观的情况下准确识别扰动源位置。
【图文】：

t8－Pij，0)(fi，k－fi，0)(3)式中:Δfi为母线i的频率变化量;s为积分变量;r为定积分的等分数量;Pij，k为支路ij在kt/r时刻的有功功率;fi，k为母线i在kt/r时刻的频率;fi，0为扰动发生前节点i的稳态频率值。式(3)中，fi，k和fi，0的所属节点可位于任意区域;Pij，k和Pij，0的正方向为本区域指向对面区域;Wij，t的正方向与Pij，k和Pij，0相同。1．2基本割集耗散能量定义对于连通图，当确定了该图的一棵树后，只包含一条树枝的割集就是一个基本割集［17］。图1为一个简单连通网络，共有7个节点。该网络的树为:AB，BC，CD，BE，EF，EG，即图中的红色支路。则相应的基本割集为:①{AB};②{BC，CE};③{CD};④{BE，CE};⑤{EF};⑥{EG}。图1含7节点的简单连通网络示意图Fig．1Schematicdiagramof7-bussimple-connectednetwork利用基本割集可将网络分割为2个分别连通的子区域。耗散能量的计算是针对某一区域而言的。基本割集耗散能量定义为一个基本割集中所有支路的耗散能量之和。例如，对图1中的基本割集{BC，CE}来说，其耗散能量W2为:W2=WBC+WCE(4)式中:WBC和WCE分别为支路BC和CE的耗散能量。式(4)中，2条支路耗散能量的正方向必须相同。文献［18］指出，基本割集耗散能量应从扰动源所在的区域流出。因此，立足于扰动源所在区域时，计算出的基本割集耗散能量为正值;立足于扰动源外部区域时，所得的基本割集耗散能量为负值。1．3SCADA/PMU混合动态状态估计SCADA系统大约2s刷新一次数据，且只能提供静态信息以供传统状态估计，为动态状态估计提供初值。在较小的一段时间内，相邻节点间的电压幅值和相角变化均是成比例的，其灵敏度关系如下

据。3算例分析3．1负荷功率的周期性扰动定位以新英格兰10机39节点系统为算例，对所提方法进行仿真验证。首先，对该系统进行了小干扰稳定性分析，确定了阻尼比最小的振荡模式，其频率为1．0037Hz。比较各机组的参与因子可知，该振荡模式下，节点36所连发电机的相关度最高。在母线36附近的负荷节点23上设置一个扰动函数表达式为P=Asin(ωt+φ)的周期性负荷功率扰动，其幅值A=300MW，角速度ω=6．303rad/s，初始相位φ=0;扰动时间为20s，仿真时间为20s，计算步长为0．01s。新英格兰10机39节点系统的分区示意图如图2所示。其PMU配置满足各分区断面耗散能量的计算要求。3个分区断面(编号为1，2，3)分别为:13-14，9-39，5-4;15-16，17-16;2-25，17-27。3个分区断面的耗散能量波形如图3所示。本文计算耗散能量时，默认的立足区域均为左节点所在区域。取图3中20s时的耗散能量值作为判断依据，可确定扰动源位于分区2中。图2新英格兰10机39节点系统Fig．2StructuraldiagramofNewEngland10-unit39-buspowersystem图3断面耗散能量波形Fig．3Dissipationenergywaveformofsections选择节点16为根节点，以稳态时的有功功率作为权值搜索分区2的最大生成树，计算结果在图2中以红色支路表示。在原有PMU的基础上对分区2进行间隔配置，配置情况如表1所示。表1分区2的PMU配置情况Table1ConfigurationofPMUsinpartition2支路是否配置PMU节点编号是否配置PMU16-21是16是16-24是21否21-22是22否22-23否23是23-24否24否22-35否35是23-36是36否16-19否19是19-20否20否19-33是33否20-34否34是采用可疑节点交集法收缩可疑区域。分区2中，有4个基本割集的耗散能量可以精确计算。这4个基本割集(编号为1，2，3，4)分别为:33-

振荡模式，其频率为1．0037Hz。比较各机组的参与因子可知，该振荡模式下，节点36所连发电机的相关度最高。在母线36附近的负荷节点23上设置一个扰动函数表达式为P=Asin(ωt+φ)的周期性负荷功率扰动，其幅值A=300MW，角速度ω=6．303rad/s，初始相位φ=0;扰动时间为20s，仿真时间为20s，计算步长为0．01s。新英格兰10机39节点系统的分区示意图如图2所示。其PMU配置满足各分区断面耗散能量的计算要求。3个分区断面(编号为1，2，3)分别为:13-14，9-39，5-4;15-16，17-16;2-25，17-27。3个分区断面的耗散能量波形如图3所示。本文计算耗散能量时，默认的立足区域均为左节点所在区域。取图3中20s时的耗散能量值作为判断依据，可确定扰动源位于分区2中。图2新英格兰10机39节点系统Fig．2StructuraldiagramofNewEngland10-unit39-buspowersystem图3断面耗散能量波形Fig．3Dissipationenergywaveformofsections选择节点16为根节点，以稳态时的有功功率作为权值搜索分区2的最大生成树，计算结果在图2中以红色支路表示。在原有PMU的基础上对分区2进行间隔配置，配置情况如表1所示。表1分区2的PMU配置情况Table1ConfigurationofPMUsinpartition2支路是否配置PMU节点编号是否配置PMU16-21是16是16-24是21否21-22是22否22-23否23是23-24否24否22-35否35是23-36是36否16-19否19是19-20否20否19-33是33否20-34否34是采用可疑节点交集法收缩可疑区域。分区2中，有4个基本割集的耗散能量可以精确计算。这4个基本割集(编号为1，2，3，4)分别为:33-19;16-19;16-21，16-24;36-23。其耗散能量波形如图4所59商显俊，等计及相量测量单元信息不可观性的强迫功率振荡扰动源定位

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2762404