电力系统强迫振荡源的时频域定位方法

姜涛; 李孟豪; 李雪; 李国庆; 陈厚合

doi:10.7500/AEPS20200813004

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电力系统强迫振荡源的时频域定位方法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 电力系统强迫振荡源的时频域定位方法
- Time-Frequency Domain Location Method for Forced Oscillation Source in Power System
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第9期页码：98-106
- 作者机构：
  
  现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室（东北电力大学），吉林省吉林市 132012
- 作者简介：
  
  姜涛(1983—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统安全性与稳定性、可再生能源集成、综合能源系统。E-mail：electricpowersys@163.com
  李孟豪(1996—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力系统安全性与稳定性。E-mail：limenghao3136@aliyun.com
  李雪(1986—)，女，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：电力系统安全性与稳定性、电力系统高性能计算、电力市场。E-mail：xli@neepu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51607034);中国南方电网有限责任公司科技项目(ZDKJXM20180151)
- DOI：10.7500/AEPS20200813004
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-08-13，
  
  修回日期：2020-12-10，
  
  网络出版日期：2021-03-09，
  
  纸质出版日期：2021-05-10
- 稿件说明：
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姜涛,李孟豪,李雪等.电力系统强迫振荡源的时频域定位方法[J].电力系统自动化,2021,45(9):98-106.

JIANG Tao,LI Menghao,LI Xue,et al.Time-Frequency Domain Location Method for Forced Oscillation Source in Power System[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(9):98-106.
姜涛,李孟豪,李雪等.电力系统强迫振荡源的时频域定位方法[J].电力系统自动化,2021,45(9):98-106. DOI： 10.7500/AEPS20200813004.

JIANG Tao,LI Menghao,LI Xue,et al.Time-Frequency Domain Location Method for Forced Oscillation Source in Power System[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(9):98-106. DOI： 10.7500/AEPS20200813004.

摘要

快速、准确定位电力系统强迫振荡源，对于预防由强迫振荡引起的电力系统大停电事故意义重大，但目前的强迫振荡源时域定位方法计算过程较为复杂，计算效率有待提升。为此，文中提出一种基于广域量测信息的电力系统强迫振荡源的时频域定位方法，该方法首先将电力系统广域量测数据进行连续小波变换，计算各小波系数矩阵的小波相对能量，进而甄别出电力系统强迫振荡模式对应的关键小波系数。基于所得关键小波系数，计算各发电机基于小波变换的耗散能量流；在此基础上，借鉴传统耗散能量流的定位方法，定位电力系统强迫振荡源，并通过振荡源定位量化指标直观地展示强迫振荡源定位结果。最后，将所提方法应用到WECC 179节点测试系统和中国辽宁电网的实测数据中进行分析、验证，结果验证了所提方法的正确性和有效性。

Abstract

Fast and accurate location of the forced oscillation source in the power system is of great significance to prevent the wide area blackout caused by the forced oscillation. However

the existing time-domain location methods for the forced oscillation source are very complex

and the computational efficiency also needs improvement. This paper develops a time-frequency domain location method for the forced oscillation source in the power system based on the wide area measurement information. The continuous wavelet transform (CWT) is applied to the wide area measurement data

to calculate the wavelet relative energy of wavelet coefficient matrixes. Then

the critical wavelet coefficients associated with the forced oscillation mode of the power system are determined. By using the obtained critical wavelet coefficients

the wavelet transform based dissipation energy flow (DEF) of each generator is calculated. On this basis

according to the traditional location method based on dissipated energy flow

the forced oscillation source of the power system is located

and the results of forced oscillation source location is illustrated visually by using the quantitative index for oscillation source location. Finally

the proposed method is applied to the WECC 179-bus test system and the actual measurement data of Liaoning power grid of China for analysis and verification

and the results verify the correctness and effectiveness of the proposed method.

关键词

Keywords

references

姜涛 . 基于广域量测信息的电力大系统安全性分析与协调控制［D］. 天津：天津大学， 2015 .

JIANG Tao . Wide area security assessment and control for bulk power system with WAMS data ［D］. Tianjin ： Tianjin University ， 2015 .

栾某德，吴晶莹，李尚远，等 . 基于传递函数矩阵频域特性的原动机侧强迫振荡源定位方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 17 ）： 84 - 98 .

LUAN Moude ， WU Jingying ， LI Shangyuan ， et al . Location method for forced oscillation source in mechanical parts based on frequency-domain characteristics of transfer function matrix ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 17 ）： 84 - 98 .

肖鸣，梁志飞 . 南方电网强迫功率振荡事故分析及其处置措施［J］. 南方电网技术， 2012 ， 6 （ 2 ）： 51 - 54 .

XIAO Ming ， LIANG Zhifei . Analysis on the forced oscillation failure in China southern power grid and its handling measures ［J］. Southern Power System Technology ， 2012 ， 6 （ 2 ）： 51 - 54 .

徐衍会，马骢，邓小文，等 . 汽轮机阀门控制方式切换引发低频振荡的实例及其机理分析［J］. 电力自动化设备， 2015 ， 35 （ 3 ）： 170 - 174 .

XU Yanhui ， MA Cong ， DENG Xiaowen ， et al . Case of low-frequency oscillation induced by steam turbine valve control mode switchover and its mechanism analysis ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2015 ， 35 （ 3 ）： 170 - 174 .

JHA R ， SENROY N . Forced oscillation source location in power systems using system dissipating energy ［J］. IET Smart Grid ， 2019 ， 2 （ 4 ）： 514 - 521 .

ROSTAMKOLAI N ， PIWKO R J ， MATUSIK A S . Evaluation of the impact of a large cyclic load on the LILCO power system using time simulation and frequency domain techniques ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 1994 ， 9 （ 3 ）： 1411 - 1416 .

YE Hua ， LIU Yutian ， ZHANG Peng ， et al . Analysis and detection of forced oscillation in power system ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2017 ， 32 （ 2 ）： 1149 - 1160 .

伍双喜，徐衍会，宫晓珊 . 非正弦周期性负荷扰动引发强迫振荡机理分析［J］. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 8 ）： 74 - 80 .

WU Shuangxi ， XU Yanhui ， GONG Xiaoshan . Mechanism analysis of forced oscillation caused by non-sinusoidal periodic load disturbance ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 38 （ 8 ）： 74 - 80 .

褚晓杰，印永华，高磊，等 . 基于经验模态理论的强迫振荡扰动源定位新方法［J］. 中国电机工程学报， 2014 ， 34 （ 28 ）： 4906 - 4912 .

CHU Xiaojie ， YIN Yonghua ， GAO Lei ， et al . A new forced oscillation disturbance source location method based on empirical mode theory ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2014 ， 34 （ 28 ）： 4906 - 4912 .

ATHAY T ， PODMORE R ， VIRMANI S . A practical method for the direct analysis of transient stability ［J］. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems ， 1979 ， 98 （ 2 ）： 573 - 584 .

余一平，闵勇，陈磊，等 . 基于能量函数的强迫功率振荡扰动源定位［J］. 电力系统自动化， 2010 ， 34 （ 5 ）： 1 - 6 .

YU Yiping ， MIN Yong ， CHEN Lei ， et al . Disturbance source location of forced power oscillation using energy function ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2010 ， 34 （ 5 ）： 1 - 6 .

董超，刘涤尘，廖清芬，等 . 基于能量函数的电网低频振荡及扰动源定位研究［J］. 电网技术， 2012 ， 36 （ 8 ）： 175 - 181 .

DONG Chao ， LIU Dichen ， LIAO Qingfen ， et al . Research on low frequency oscillation in power grid and location of disturbance source based on energy function ［J］. Power System Technology ， 2012 ， 36 （ 8 ）： 175 - 181 .

曹娜，赵旭，于群 . 基于暂态能量流的双馈风电机组强迫振荡源定位［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 10 ）： 103 - 118 .

CAO Na ， ZHAO Xu ， YU Qun . Forced oscillation source location of doubly-fed wind turbine based on transient energy flow ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 10 ）： 103 - 118 .

JIANG Tao ， BAI Linquan ， LI Guoqing ， et al . Estimating inter-area dominant oscillation mode in bulk power grid using multi-channel continuous wavelet transform ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2016 ， 4 （ 3 ）： 394 - 405 .

CHEN Lei ， MIN Yong ， CHEN Yiping ， et al . Evaluation of generator damping using oscillation energy dissipation and the connection with modal analysis ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2014 ， 29 （ 3 ）： 1393 - 1402 .

CHEN Lei ， MIN Yong ， HU Wei . An energy-based method for location of power system oscillation source ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2013 ， 28 （ 2 ）： 828 - 836 .

CHEN Lei ， SUN Ming ， MIN Yong ， et al . Online monitoring of generator damping using dissipation energy flow computed from ambient data ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution ， 2017 ， 11 （ 18 ）： 4430 - 4435 .

陈磊，王文婕，王茂海，等 . 利用暂态能量流的次同步强迫振荡扰动源定位及阻尼评估［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 19 ）： 1 - 8 .

CHEN Lei ， WANG Wenjie ， WANG Maohai ， et al . Disturbance source location of subsynchronous forces oscillation and damping evaluation using transient energy flow ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 19 ）： 1 - 8 .

陈磊，路晓敏，陈亦平，等 . 利用暂态能量流的超低频振荡在线分析与紧急控制方法［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 17 ）： 9 - 14 .

CHEN Lei ， LU Xiaomin ， CHEN Yiping ， et al . Online analysis and emergency control of ultra-low-frequency oscillations using transient energy flow ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 17 ）： 9 - 14 .

JIANG Tao ， YUAN Haoyu ， LI Guoqing ， et al . Spatial-temporal decomposition approach for systematically tracking dominant modes， mode shapes and coherent groups in power systems ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution ， 2017 ， 11 （ 8 ）： 1889 - 1900 .

姜涛，刘方正，陈厚合，等 . 基于多通道快速傅里叶小波变换的电力系统主导振荡模式及模态协同辨识方法研究［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 7 ）： 125 - 132 .

JIANG Tao ， LIU Fangzheng ， CHEN Houhe ， et al . Cooperated identification method of dominant oscillation modes and mode shapes for power system based on multi-channel fast Fourier transform based continuous wavelet transform ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 7 ）： 125 - 132 .

WANG Bin ， SUN Kai . Formulation and characterization of power system electromechanical oscillations ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2016 ， 31 （ 6 ）： 5082 - 5093 .

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