基于模型响应功率谱密度预测的强迫振荡扰动源设备定位法

栾某德; 甘德强; 李振垚; 许昊; 李尚远

doi:10.7500/AEPS20210906004

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于模型响应功率谱密度预测的强迫振荡扰动源设备定位法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 基于模型响应功率谱密度预测的强迫振荡扰动源设备定位法
- Location Method for Forced Oscillation Source Device Based on Power Spectral Density Prediction of Model Responses
- 电力系统自动化 2022年46卷第22期页码：111-119
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
  2.国家电网有限公司国家电力调度控制中心，北京市 100031
- 作者简介：
  
  栾某德(1988—)，男，通信作者，博士，主要研究方向：电力系统稳定分析与控制。E-mail：lmdconfidence@zju.edu.cn
  甘德强(1966—)，男，博士，教授，主要研究方向：电力系统稳定性与电力市场。E-mail：deqiang.gan@ieee.org
  李振垚(1995—)，男，博士研究生，主要研究方向：电力系统稳定分析与控制。E-mail：12110085@zju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家电网有限公司科技项目(4000-202055042A-0-0-00)
- DOI：10.7500/AEPS20210906004
  中图分类号：
- 收稿：2021-09-06，
  
  修回：2022-04-04，
  
  网络出版：2022-09-22，
  
  纸质出版：2022-11-25
- 稿件说明：
移动端阅览
栾某德,甘德强,李振垚等.基于模型响应功率谱密度预测的强迫振荡扰动源设备定位法[J].电力系统自动化,2022,46(22):111-119.

LUAN Moude,GAN Deqiang,LI Zhenyao,et al.Location Method for Forced Oscillation Source Device Based on Power Spectral Density Prediction of Model Responses[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(22):111-119.
栾某德,甘德强,李振垚等.基于模型响应功率谱密度预测的强迫振荡扰动源设备定位法[J].电力系统自动化,2022,46(22):111-119. DOI： 10.7500/AEPS20210906004.

LUAN Moude,GAN Deqiang,LI Zhenyao,et al.Location Method for Forced Oscillation Source Device Based on Power Spectral Density Prediction of Model Responses[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(22):111-119. DOI： 10.7500/AEPS20210906004.

摘要

现代同步电网中频发的强迫振荡问题，对系统稳定运行构成了严重威胁。为消除强迫振荡，并避免直接切除扰动源发电机，精准地定位扰动源所在发电机及相应的控制设备具有重要的研究意义。文中给出了发电机的模型响应定义，并构建了其关系式；在此基础上，提出了应用发电机边界数据对模型响应的功率谱密度进行预测的原理。针对扰动源和非扰动源发电机响应的不同构成，提出了根据预测的模型响应功率谱密度和实际功率谱密度的匹配性质来实现扰动源发电机定位的方法；进一步

可根据发电机不同位置的扰动源造成不同控制响应的模型响应功率谱密度和实际功率谱密度不匹配程度的显著差异，精确地定位产生扰动源的具体控制设备。10机39节点系统和华北电网的仿真结果验证了所提定位方法的正确性和适用性。

Abstract

The frequent forced oscillation problems in modern synchronized power grids pose a serious threat to the stable operation of power systems. To eliminate the forced oscillation and avoid the direct removal of the oscillation source generator

it is of great research significance to accurately locate the generator and the control device that produce the oscillation sources.Therefore

the definition of the model response of the generator is given

and the corresponding expressions are constructed. On this basis

the principle of predicting the power spectral density of generator model responses with generator boundary data is proposed. Concerning the different components of oscillation-source generator responses and non-oscillation-source generator responses

a method for locating the disturbance source generator is proposed according to the matching property between the predicted power spectral density of model response and the actual power spectral density. Furthermore

the conspicuous disparities of mismatches between model-response-based power spectral density and actual power spectral density of different control responses according to the different locations of oscillation sources within the source generators

and precisely locates the detailed control devices which produce the oscillation sources. The simulation results of the 10-machine 39-bus system and the North China power grid demonstrate the correctness and applicability of the proposed locating method.

关键词

Keywords

references

GHORBANIPARVAR M . Survey on forced oscillations in power system ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2017 ， 5 （ 5 ）： 671 - 682 .

KHAN M A ， PIERRE J W . Detection of periodic forced oscillations in power systems using multitaper approach ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2019 ， 34 （ 2 ）： 1086 - 1094 .

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 - 91 .

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 - 91 .

MA J ， ZHANG P ， FU H J ， et al . Application of phasor measurement unit on locating disturbance source for low-frequency oscillation ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2010 ， 1 （ 3 ）： 340 - 346 .

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

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 .

朱振山，刘涤尘，廖清芬，等 . 基于最小均方时延估计法的强迫功率振荡扰动源定位方法［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 4 ）： 58 - 62 .

ZHU Zhenshan ， LIU Dichen ， LIAO Qingfen ， et al . Disturbance source location of forced power oscillation based on LMS time delay estimation method ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 4 ）： 58 - 62 .

王茂海，孙昊 . 强迫功率振荡源的在线定位分析技术［J］. 中国电机工程学报， 2014 ， 34 （ 34 ）： 6209 - 6215 .

WANG Maohai ， SUN Hao . An analysis method for forced power oscillation source detection ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2014 ， 34 （ 34 ）： 6209 - 6215 .

蒋平，郑斌青，冯双 . 基于功率及频率波动相位的强迫扰动源定位［J］. 电力自动化设备， 2017 ， 37 （ 1 ）： 112 - 117 .

JIANG Ping ， ZHENG Binqing ， FENG Shuang . Forced disturbance-source locating based on phase-angle between power and frequency fluctuations ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2017 ， 37 （ 1 ）： 112 - 117 .

李尚远，甘德强，栾某德 . 一种基于功率谱密度的发电机机械功率扰动源定位方法［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 1 ）： 236 - 243 .

LI Shangyuan ， GAN Deqiang ， LUAN Moude . A novel method for locating forced oscillation source in mechanical power based on power spectral density ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 1 ）： 236 - 243 .

栾某德，甘德强，李尚远 . 基于观测器信号灵敏度差异化设计的强迫振荡扰动源定位［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 22 ）： 95 - 104 .

LUAN Moude ， GAN Deqiang ， LI Shangyuan . Location of forced oscillation source based on differentiated design of observer signal sensitivity ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 22 ）： 95 - 104 .

冯双，陈佳宁，汤奕，等 . 基于SPWVD图像和深度迁移学习的强迫振荡源定位方法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 17 ）： 78 - 87 .

FENG Shuang ， CHEN Jianing ， TANG Yi ， et al . Location method of forced oscillation source based on SPWVD image and deep transfer learning ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 17 ）： 78 - 87 .

WANG B ， SUN K . Location methods of oscillation sources in power systems： a survey ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2017 ， 5 （ 2 ）： 151 - 159 .

倪以信，陈寿孙，张宝霖 . 动态电力系统的理论和分析［M］. 北京：清华大学出版社， 2002 .

NI Yixin ， CHEN Shousun ， ZHANG Baolin . Theory and analysis of dynamic power systems ［M］. Beijing ： Tsinghua University Press ， 2002 .

STOICA P ， MOSES R L . Spectral analysis of signals ［M］. Englewood Cliffs， USA ： Prentice Hall ， 2005 .

PAI M A . Energy function analysis for power system stability ［M］. Boston， USA ： Kluwer Academic Publishers ， 1989 .

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

电力系统强迫振荡源的时频域定位方法