电网宽频振荡实时监测技术方案

樊陈; 姚建国; 常乃超; 徐春雷; 於益军; 孔涛

doi:10.7500/AEPS20200728005

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

电网宽频振荡实时监测技术方案

工程应用 | 更新时间：2025-06-16

- 电网宽频振荡实时监测技术方案
- Technical Scheme for Real-time Monitoring of Wide-frequency Oscillation in Power Grid
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第11期页码：152-159
- 作者机构：
  
  1.中国电力科学研究院有限公司（南京），江苏省南京市 210003
  2.国家电网有限公司国家电力调度控制中心，北京市 100031
  3.国网江苏省电力有限公司，江苏省南京市 210024
  4.南京市嘉隆电气科技股份有限公司，江苏省南京市 211100
- 作者简介：
  
  樊陈(1982—)，男，通信作者，高级工程师，主要研究方向：电力系统保护、控制和自动化，IEC 61850标准应用，智能变电站。E-mail：fanchen@epri.sgcc.com.cn
  姚建国（1962—），男，教授级高级工程师，主要研究方向:电力系统自动化。
  常乃超（1977—），男，高级工程师，主要研究方向：电力系统自动化、智能电网。
- 基金信息：
  
  国家电网有限公司科技项目(5108-202055023A-0-0-00)
- DOI：10.7500/AEPS20200728005
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-07-28，
  
  修回日期：2021-01-04，
  
  网络出版日期：2021-04-09，
  
  纸质出版日期：2021-06-10
- 稿件说明：
移动端阅览
樊陈,姚建国,常乃超等.电网宽频振荡实时监测技术方案[J].电力系统自动化,2021,45(11):152-159.

FAN Chen,YAO Jianguo,CHANG Naichao,et al.Technical Scheme for Real-time Monitoring of Wide-frequency Oscillation in Power Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(11):152-159.
樊陈,姚建国,常乃超等.电网宽频振荡实时监测技术方案[J].电力系统自动化,2021,45(11):152-159. DOI： 10.7500/AEPS20200728005.

FAN Chen,YAO Jianguo,CHANG Naichao,et al.Technical Scheme for Real-time Monitoring of Wide-frequency Oscillation in Power Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(11):152-159. DOI： 10.7500/AEPS20200728005.

摘要

大量电力电子设备接入电网导致电网振荡频繁发生并使其逐步向宽频域振荡发展。首先，分析了广域测量系统监测技术在振荡监测存在的问题和局限，讨论了现有间谐波测量算法存在的不足，提出了电网宽频振荡实时监测技术方案。然后，论述了振荡实时监测的总体架构和关键技术，从高频采集及滤波、宽频信号分类处理分析、振荡告警及长录波、站域存储与分析和信息传输等方面对宽频振荡实时监测的关键环节进行了分析。最后，对宽频振荡实时测量的效果进行了仿真验证，验证了所提方案的可行性，并对其工程实施方案进行了论述。

Abstract

A large number of power electronic devices connecting to the power grid have caused frequent grid oscillation and make it gradually develop into wide-frequency oscillation. First of all

the problems and limitations of monitoring technology for the wide-area measurement system (WAMS) in oscillation monitoring are analyzed. The shortcomings of the existing inter-harmonic measurement algorithms are discussed

and a technical solution for real-time monitoring of wide-frequency oscillation in the power grid is proposed. Then

the overall architecture and key technologies of real-time oscillation monitoring are discussed. The key links of the real-time wide-frequency oscillation monitoring are analyzed from the aspects of high-frequency acquisition and filtering

wide-frequency signal classification processing and analysis

oscillation warning and long-disturbance recording

station domain storage and analysis

and information transmission. Finally

the effect of real-time measurement of wide-frequency oscillation is simulated to verify the feasibility of the proposed scheme

and its engineering implementation scheme is discussed.

关键词

Keywords

references

谢小荣，刘华坤，贺静波，等 . 电力系统新型振荡问题浅析［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 10 ）： 2821 - 2828 .

XIE Xiaorong ， LIU Huakun ， HE Jingbo ， et al . On new oscillation issues of power systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 10 ）： 2821 - 2828 .

谢小荣，刘华坤，贺静波，等 . 直驱风机风电场与交流电网相互作用引发次同步振荡的机理与特性分析［J］. 中国电机工程学报， 2016 ， 36 （ 9 ）： 2366 - 2372 .

XIE Xiaorong ， LIU Huakun ， HE Jingbo ， et al . Mechanism and characteristics of subsynchronous oscillation caused by the interaction between full-converter wind turbines and AC systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 9 ）： 2366 - 2372 .

董晓亮，田旭，张勇，等 . 沽源风电场串补输电系统次同步谐振典型事件及影响因素分析［J］. 高电压技术， 2017 ， 43 （ 1 ）： 321 - 328 .

DONG Xiaoliang ， TIAN Xu ， ZHANG Yong ， et al . Practical SSR incidence and influencing factor analysis of DFIG-based series-compensated transmission system in Guyuan farms ［J］. High Voltage Engineering ， 2017 ， 43 （ 1 ）： 321 - 328 .

肖湘宁，罗超，廖坤玉 . 新能源电力系统次同步振荡问题研究综述［J］. 电工技术学报， 2017 ， 32 （ 6 ）： 85 - 97 .

XIAO Xiangning ， LUO Chao ， LIAO Kunyu . Review of the research on subsynchronous oscillation issues in electric power system with renewable energy sources ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2017 ， 32 （ 6 ）： 85 - 97 .

孙华东，许涛，郭强，等 . 英国“8·9”大停电事故分析及对中国电网的启示［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 21 ）： 6183 - 6192 .

SUN Huadong ， XU Tao ， GUO Qiang ， et al . Analysis on blackout in Great Britain power grid on August 9th， 2019 and its enlightenment to power grid in China ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 21 ）： 6183 - 6192 .

方勇杰 . 英国“8·9”停电事故对频率稳定控制技术的启示［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 24 ）： 1 - 5 .

FANG Yongjie . Reflections on frequency stability control technology based on the blackout event of 9 August 2019 in UK ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 24 ）： 1 - 5 .

樊陈，姚建国，张琦兵，等 . 英国“8·9”大停电事故振荡事件分析及思考［J］. 电力工程技术， 2020 ， 39 （ 4 ）： 34 - 41 .

FAN Chen ， YAO Jianguo ， ZHANG Qibing ， et al . Reflection and analysis for oscillation of the blackout event of 9 August 2019 in UK ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2020 ， 39 （ 4 ）： 34 - 41 .

肖湘宁，廖坤玉，唐松浩，等 . 配电网电力电子化的发展和超高次谐波新问题［J］. 电工技术学报， 2018 ， 33 （ 4 ）： 707 - 720 .

XIAO Xiangning ， LIAO Kunyu ， TANG Songhao ， et al . Development of power-electronized distribution grids and the new supraharmonics issues ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2018 ， 33 （ 4 ）： 707 - 720 .

李明节 . 大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 4 ）： 985 - 991 .

LI Mingjie . Characteristic analysis and operational control of large-scale hybrid UHV AC/DC power grids ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 4 ）： 985 - 991 .

袁小明，程时杰，胡家兵 . 电力电子化电力系统多尺度电压功角动态稳定问题［J］. 中国电机工程学报， 2016 ， 36 （ 19 ）： 5145 - 5154 .

YUAN Xiaoming ， CHENG Shijie ， HU Jiabing . Multi-time scale voltage and power angle dynamics in power electronics dominated large power systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 19 ）： 5145 - 5154 .

朱蜀，刘开培，秦亮，等 . 电力电子化电力系统暂态稳定性分析综述［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 14 ）： 3948 - 3962 .

ZHU Shu ， LIU Kaipei ， QIN Liang ， et al . Analysis of transient stability of power electronics dominated power system： an overview ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 14 ）： 3948 - 3962 .

郭贤珊，刘斌，梅红明，等 . 渝鄂直流背靠背联网工程交直流系统谐振分析与抑制［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 20 ）： 157 - 164 .

GUO Xianshan ， LIU Bin ， MEI Hongming ， et al . Analysis and suppression of resonance between AC and DC systems in Chongqing-Hubei back-to-back HVDC project of China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 20 ）： 157 - 164 .

马宁宁，谢小荣，贺静波，等 . 高比例新能源和电力电子设备电力系统的宽频振荡研究综述［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 15 ）： 4720 - 4732 .

MA Ningning ， XIE Xiaorong ， HE Jingbo ， et al . Review of wide-band oscillation in renewable and power electronics highly integrated power systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 15 ）： 4720 - 4732 .

张敏，沈健，侯明国，等 . 相量测量单元实现次同步振荡在线辨识和告警的探讨［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 16 ）： 143 - 146 .

ZHANG Min ， SHEN Jian ， HOU Mingguo ， et al . Discussion on on-line identification and warning of subsynchronous oscillation for phasor measuring unit ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 16 ）： 143 - 146 .

王茂海，齐霞 . 电力系统次同步振荡分量的快速在线检测算法［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 18 ）： 149 - 154 .

WANG Maohai ， QI Xia . Fast online detection method for power system sub-synchronous oscillation components ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 18 ）： 149 - 154 .

陈宝平，林涛，陈汝斯，等 . 采用VSC-HVDC并网的直驱风电场次/超同步振荡特性［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 22 ）： 44 - 51 .

CHEN Baoping ， LIN Tao ， CHEN Rusi ， et al . Analysis on characteristics of sub/super-synchronous oscillation caused by grid-connected direct-drive wind farm via VSC-HVDC system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 22 ）： 44 - 51 .

赵妍，崔浩瀚，荣子超 . 次同步振荡在线监测的同步提取变换和朴素贝叶斯方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 3 ）： 187 - 192 .

ZHAO Yan ， CUI Haohan ， RONG Zichao . On-line monitoring of subsynchronous oscillation based on synchroextracting transform and naive Bayes method ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 3 ）： 187 - 192 .

靳宗帅，张恒旭，石访，等 . 含确定性分量和随机噪声分量的宽频带信号分解方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 4 ）： 70 - 78 .

JIN Zongshuai ， ZHANG Hengxu ， SHI Fang ， et al . Decomposition scheme for wideband signals containing deterministic components and stochastic noise components ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 4 ）： 70 - 78 .

段刚，严亚勤，谢晓冬，等 . 广域相量测量技术发展现状与展望［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 1 ）： 73 - 80 .

DUAN Gang ， YAN Yaqin ， XIE Xiaodong ， et al . Development status quo and tendency of wide area phasor measuring technology ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 1 ）： 73 - 80 .

谢小荣，王银，刘华坤，等 . 电力系统次同步和超同步谐波相量的检测方法［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 21 ）： 189 - 194 .

XIE Xiaorong ， WANG Yin ， LIU Huakun ， et al . Detection method for sub-synchronous and super-synchronous harmonic phasors in power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 21 ）： 189 - 194 .

刘灏，许苏迪，毕天姝，等 . 基于同步相量数据的间谐波还原算法［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 1 ）： 153 - 160 .

LIU Hao ， XU Sudi ， BI Tianshu ， et al . Inter-harmonic reduction algorithm based on synchrophasor measurements ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 1 ）： 153 - 160 .

刘灏，任小伟，田建南，等 . 基于K-ESPRIT的快速宽频测量方法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 10 ）： 186 - 192 .

LIU Hao ， REN Xiaowei ， TIAN Jiannan ， et al . Fast wide-frequency measurement method based on kurtosis-estimation of signal parameters via rotation invariance technique ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 10 ）： 186 - 192 .

樊陈，姚建国，常乃超，等 . 面向电力电子化电网的宽频测量技术探讨［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 16 ）： 1 - 8 .

FAN Chen ， YAO Jianguo ， CHANG Naichao ， et al . Discussion on wide-frequency measurement technology for power electronized power grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 16 ）： 1 - 8 .

吴艳平，姚建国，常乃超，等 . 多功能宽频测量装置的设计与实现［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 20 ）： 136 - 141 .

WU Yanping ， YAO Jianguo ， CHANG Naichao ， et al . Design and implementation of multi-functional wide-frequency measurement device ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 20 ）： 136 - 141 .

庞浩，李东霞，俎云霄，等 . 应用FFT进行电力系统谐波分析的改进算法［J］. 中国电机工程学报， 2003 ， 23 （ 6 ）： 50 - 54 .

PANG Hao ， LI Dongxia ， ZU Yunxiao ， et al . An improved algorithm for harmonic analysis of power system using FFT technique ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2003 ， 23 （ 6 ）： 50 - 54 .

O HYON GYU . 电气信号参数测量算法及应用研究［D］. 沈阳：东北大学， 2015 .

O HYON GYU . Research on electrical signal parameter measuring algorithm and its application ［D］. Shenyang ： Northeastern University ， 2015 .

刘敏，王克英 . 基于加窗双峰谱线插值的高精度FFT谐波分析［J］. 电测与仪表， 2006 ， 43 （ 483 ）： 20 - 23 .

LIU Min ， WANG Keying . High accurate FFT algorithm for harmonic analysis based on window function and double peak of spectral lines interpolation ［J］. Electrical Measurement & Instrumentation ， 2006 ， 43 （ 483 ）： 20 - 23 .

CHEN Y L ， CHEN G Y ， ZHANG J ， et al . Research on the real-time transfer protocol for harmonic and interharmonic synchrophasors ［C］// 2018 International Conference on Power System Technology （POWERCON）， November 6 - 8 ， 2018 ， Guangzhou ， China .

PENG Q ， HOU M G ， SHEN J ， et al . Wide-frequency synchrophasor transfer method based on channel TDM ［M］. Singapore ： Springer ， 2019 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

电力系统宽频测量装置技术规范解读及应用展望

多功能宽频测量装置的设计与实现

基于K-ESPRIT的快速宽频测量方法