CN113285471B - 海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法、装置及设备 - Google Patents

海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法、装置及设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法、装置及设备，其方法通过海上风电发生有功振荡的待定位元件的电压数据和电流数据，对电压数据和电流数据进行滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量，之后判断是否发生振荡，若发生振荡再计算待定位元件的有功功率总和，根据有功功率总和是否小于功率阈值，确定待定位元件振荡功率的去处，实现对海上风电场次超同步振荡源的感知与定位。该海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法实现了对次同步振荡发生的判别，能有效地实现对振荡的监测，解决了现有对电力***的次同步振荡的感知和监测方法的工作效率低且不适用于海上风电的技术问题。

Description

海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及海上风电技术领域，尤其涉及一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法、装置及设备。
背景技术
21世纪以来，风力发电成为新能源开发的重点。近年来，在风力发电中，风电机组及其电力电子控制与交/直流电网之间动态相互作用引发的新型次同步振荡问题造成了大量风电机组异常脱网，威胁电网的安全稳定运行。
海上风电具有风力资源稳定性强、年利用小时数高等特点，海上风电经柔直并网意味着***中的变流器设备较多，存在电力电子装备间的相互作用，可能导致次同步振荡。因此需要对海上风电场的次/超同步振荡源的感知与定位，从而便于振荡机理的分析和振荡抑制措施的实施，也为运行人员提供实时监测告警。
现有对于海上风电次同步振荡的感知主要是采用相量测量装置(PMU)和广域测量***(WAMS)进行测量；如文献[1]利用WAMS测量到的数据提取次同步振荡信息。现有对于海上风电次同步振荡的振荡源定位方法主要是采用强迫振荡源的定位，该定位方法针对的是低频振荡；而强迫扰动振荡源定位法主要包括混合动态仿真法、能量函数法与频域关系法等，例如，文献[2]采用能量函数法定位由次/超同步强迫振荡源引起的较低频率振荡；采集元件端口的电压、电流瞬时值，并采用坐标系变换在旋转坐标系下计算暂态能量流，拟合曲线得到能流功率，从而定位振荡源，该定位方法涉及到坐标变换、线性拟合等运算，还需要辨明电力***的主导频率模式，运算效率低。其中，文献[1]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***自动化，2016，40(16)：143-152。文献[2]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***自动化，2020，44(10):103-118。
由上述可知，现有对于电力***的次同步振荡的感知和监测方法主要是对基波分量，不关注基波以外的其它频率分量。而在海上风电的电力***中，由于受到变流器控制环节的影响，存在频率耦合效应，在海上风电场相关的次同步振荡事件中，往往既存在0-50Hz内的次同步分量，也存在50-100Hz内的超同步分量，因此应当考虑变流器的耦合作用，现有电力***的次同步振荡的感知和监测方法不适用于同时对两个频率范围内的振荡源进行定位。
发明内容
本发明实施例提供了一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法、装置及设备，用于解决现有对电力***的次同步振荡的感知和监测方法的工作效率低且不适用于海上风电的技术问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法，包括以下步骤：
获取海上风电发生有功振荡的待定位元件的电压数据和电流数据；
对所述电压数据和所述电流数据依次进行带阻滤波、带通滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量；
若所述电流次同步分量和所述电流超同步分量均满足振荡发生条件，并根据所述电压次同步分量、所述电流次同步分量、所述电压超同步分量和所述电流超同步分量计算，得到瞬时次同步有功功率和瞬时超同步有功功率；
将所述瞬时次同步有功功率与所述瞬时超同步有功功率相加，得到有功功率总和；若所述有功功率总和小于功率阈值，则所述待定位元件在次/超同步频率范围内发生有功振荡。
优选地，该海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法包括：再次获取所述待定位元件的电压、电流数据作为校正数据，采用傅里叶分析对所述校正数据进行分析，得到所述待定位元件的相量有功功率，若所述相量有功功率小于功率阈值，则完成所述待定位元件在次/超同步频率范围内发生有功振荡的校正。
优选地，采用傅里叶分析对所述校正数据进行分析，得到所述待定位元件的相量有功功率的步骤包括：
采用傅里叶分析对所述校正数据进行分析，得到与所述校正数据对应的电压幅值、电流幅值、电压相位角和电流相位角；
根据所述电压幅值、所述电流幅值、所述电压相位角和所述电流相位角计算，得到所述待定位元件的相量有功功率。
优选地，该海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法包括：若所述有功功率总和不小于功率阈值，则所述待定位元件在次/超同步频率范围内没有发生有功振荡。
优选地，所述电流次同步分量和所述电流超同步分量均满足振荡发生条件指的是所述电流次同步分量和所述电流超同步分量的大小设置在额定电流幅值下限值与额定电流幅值上限值之间，所述额定电流幅值下限值和所述额定电流幅值上限值分别为海上风电的待定位元件在额定工况下允许通过的最小额定电流和最大额定电流。
优选地，所述功率阈值为0。
优选地，对所述电压数据和所述电流数据依次进行带阻滤波、带通滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量的步骤包括：
采用带阻滤波器对所述电压数据和所述电流数据进行滤除工频分量，得到对应的第一滤波分量和第二滤波分量；
采用两个并联的带通滤波器根据次同步频率范围和超同步频率范围对所述第一滤波分量和和所述第二滤波分量进行过滤，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量。
优选地，所述次同步频率范围为3Hz～47Hz，所述超同步频率范围为53Hz～97Hz。
本发明还提供一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位装置，包括获取数据模块、滤波处理模块、功率计算模块和识别定位模块；
所述获取数据模块，用于获取海上风电发生有功振荡的待定位元件的电压数据和电流数据；
所述滤波处理模块，用于对所述电压数据和所述电流数据依次进行带阻滤波、带通滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量；
所述功率计算模块，用于依据所述电流次同步分量和所述电流超同步分量均满足振荡发生条件，并根据所述电压次同步分量、所述电流次同步分量、所述电压超同步分量和所述电流超同步分量计算，得到瞬时次同步有功功率和瞬时超同步有功功率；
所述识别定位模块，用于将所述瞬时次同步有功功率与所述瞬时超同步有功功率相加，得到有功功率总和；并依据所述有功功率总和小于功率阈值，得到所述待定位元件在次/超同步频率范围内发生有功振荡。
本发明还提供一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：该海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法、装置及设备，其方法通过海上风电发生有功振荡的待定位元件的电压数据和电流数据，对电压数据和电流数据进行滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量，之后判断是否发生振荡，若发生振荡再计算待定位元件的有功功率总和，根据有功功率总和是否小于功率阈值，确定待定位元件振荡功率的去处，实现对海上风电场次超同步振荡源的感知与定位。该海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法实现了对次同步振荡发生的判别，能有效地实现对振荡的监测，解决了现有对电力***的次同步振荡的感知和监测方法的工作效率低且不适用于海上风电的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例所述的海上风电的拓扑结构图。
图3为本发明实施例所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法滤波处理的框架图。
图4为本发明另一实施例所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法的步骤流程图。
图5为本发明实施例所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位装置的框架图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法、装置及设备，用于解决了现有对电力***的次同步振荡的感知和监测方法的工作效率低且不适用于海上风电的技术问题。
实施例一：
图1为本发明实施例所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法的步骤流程图，图2为本发明实施例所述的海上风电的拓扑结构图，图3为本发明实施例所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法滤波处理的框架图。
如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法，包括以下步骤：
S10.获取海上风电发生有功振荡的待定位元件的电压数据和电流数据。
需要说明的是，在海上风电的电力***中，海上风电发生有功振荡的待定位元件包括风电场、集电线和风电机组。在海上风电的电力***中，要分析海上风电场次超同步振荡源感知与定位需要两部分数据，一是接入海上风电电网的电压数据、电流数据，二是海上风电的风电机组端口的电压数据、电流数据。在本实施例中，电网的电压数据、电流数据主要来自于PMU测量得到的风电场内集电线(通常为35kV)、风电场与交/直流电网连接的海底电缆(通常为110/220kV)录波数据；风电机组的电压数据、电流数据通过风电机组内部电压互感器和电流互感器测量得到的并网点电压数据和电流数据。如图2所示，图中标注的电压数据和电流数据包括风机并网点电压vt、并网点电流it、35kV电压v35、35kV电流i35、110kV电压v110和110kV电流i110。
S20.对电压数据和电流数据依次进行带阻滤波、带通滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量。
需要说明的是，步骤S20主要是为了对步骤S10获得的数据进行滤波处理，得到电流、电压的次同步分量和超同步分量，为振荡判断提供数据。
S30.若电流次同步分量和电流超同步分量均满足振荡发生条件，并根据电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量计算，得到瞬时次同步有功功率和瞬时超同步有功功率。
需要说明的是，电流次同步分量和电流超同步分量均满足振荡发生条件指的是电流次同步分量和电流超同步分量的大小设置在额定电流幅值下限值与额定电流幅值上限值之间。其中，额定电流幅值下限值和额定电流幅值上限值分别为海上风电的待定位元件在额定工况下允许通过的最小额定电流和最大额定电流。在本实施例中，以风电场内集电线和海底电缆的电流数据(如i35和i110)为案例进行说明，它们的电流次同步分量和电流超同步分量是否满足振荡发生的频率和幅值条件。又步骤S20可以得到三相的电压次同步分量
Figure GDA0004124076360000061
三相的电流次同步分量
Figure GDA0004124076360000062
三相的电压超同步分量
Figure GDA0004124076360000063
Figure GDA0004124076360000064
三相的电流超同步分量
Figure GDA0004124076360000065
在本发明实施例中，计算瞬时次同步有功功率
Figure GDA0004124076360000066
的公式为
Figure GDA0004124076360000067
计算瞬时超同步有功功率
Figure GDA0004124076360000068
的公式为
Figure GDA0004124076360000069
其中，k为待定位元件，a、b、c分别为电网的三相，sub为次同步分量，sup为超同步分量。
S40.将瞬时次同步有功功率与瞬时超同步有功功率相加，得到有功功率总和；若有功功率总和小于功率阈值，则待定位元件在次/超同步频率范围内发生有功振荡。
需要说明的是，功率阈值优先选为0。若有功功率总和小于0，则表示待定位元件k在次/超同步频率范围内发生有功振荡，且待定位元件k为有功振荡源，表现为负电阻特性。若有功功率总和不小于0，则表示待定位元件k在次/超同步频率范围内没有引发有功振荡，待定位元件k吸收振荡有功功率，且待定位元件k为有功振荡汇。由此可以通过判别待定位元件k在振荡中的作用。
本发明提供的一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法通过海上风电发生有功振荡的待定位元件的电压数据和电流数据，对电压数据和电流数据进行滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量，之后判断是否发生振荡，若发生振荡再计算待定位元件的有功功率总和，根据有功功率总和是否小于功率阈值，确定待定位元件振荡功率的去处，实现对海上风电场次超同步振荡源的感知与定位。该海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法实现了对次同步振荡发生的判别，能有效地实现对振荡的监测，解决了现有对电力***的次同步振荡的感知和监测方法的工作效率低且不适用于海上风电的技术问题。
需要说明的是，该海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法能够用于评估不同风电场和风电机组对于振荡的促进/抑制作用，从而为振荡机理的分析或对振荡抑制措施提供参考信息。
图4为本发明另一实施例所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法的步骤流程图。
如图4所示，在本发明的一个实施例中，该海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法包括：S50.再次获取待定位元件的电压、电流数据作为校正数据，采用傅里叶分析对校正数据进行分析，得到待定位元件的相量有功功率，若相量有功功率小于功率阈值，则完成待定位元件在次/超同步频率范围内发生有功振荡的校正。
在本发明实施例中，采用傅里叶分析对校正数据进行分析，得到待定位元件的相量有功功率的步骤包括：
采用傅里叶分析对校正数据进行分析，得到与校正数据对应的电压幅值、电流幅值、电压相位角和电流相位角；
根据电压幅值、电流幅值、电压相位角和电流相位角计算，得到待定位元件的相量有功功率。
需要说明的是，步骤S50主要是再次采集一定时长的待定位元件电压数据、电流数据作为校正数据，对校正数据进行分析，根据分析的数据计算待定位元件的相量有功功率。在本实施例中，计算待定位元件的相量有功功率Pik的公式为：Pik＝UikIikcos(θUik-θIik)，θUik为待定位元件k在i振荡模式下的电压相位角，θIik为待定位元件k在i振荡模式下的电流相位角，Uik为待定位元件k在i振荡模式下的电压幅值，Iik为待定位元件k在i振荡模式下的电流幅值。其中，校正数据也是在i振荡模式获取的数据。若相量有功功率Pik<0，则待定位元件k在第i个振荡模式下(即是次/超同步频率范围内)发生有功振荡，且振荡源为有功振荡源，表现为负电阻特性；若相量有功功率Pik不小于0，则表示待定位元件k在第i个振荡模式下(即是次/超同步频率范围内)没有发生有功振荡，待定位元件k吸收振荡有功功率，且振荡源为有功振荡汇。
在本发明实施例中，该海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法通过步骤S50对步骤S40得到的结果进行校验，相当于用平均功率的理论实现对步骤S40的快速定位结果进行校验，并区分了不同振荡模式，提供了更多振荡特性信息，进一步确保了结论的准确性，使得定位方法兼具快速性和准确性。
在本发明的一个实施例中，对电压数据和电流数据依次进行带阻滤波、带通滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量的步骤包括：
采用带阻滤波器对电压数据和电流数据进行滤除工频分量，得到对应的第一滤波分量和第二滤波分量；
采用两个并联的带通滤波器根据次同步频率范围和超同步频率范围对第一滤波分量和和第二滤波分量进行过滤，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量。
需要说明的是，滤除的工频分量可以以50Hz作为案例说明，根据选用的带阻滤波器的截止频率为50Hz和带宽为5Hz设置滤波器的阶数和系数，通过带阻滤波器过滤了工频分量，得到的滤波后的与电压数据对应的第一滤波分量和与电流数据对应的第二滤波分量。滤除工频分量后，得到第一滤波分量和第二滤波分量采用两个并联的带通滤波器，分别滤出频率范围为fsso1～fsso2和50+fsso1～50+fsso2的次同步分量和超同步分量，从而得到该频率范围内的电压信号和电流信号。其中，fsso1＝3Hz，fsso2＝47H。
实施例二：
图5为本发明实施例所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位装置的框架图。
如图5所示，本发明实施例还提供一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位装置，包括获取数据模块10、滤波处理模块20、功率计算模块30和识别定位模块40；
获取数据模块10，用于获取海上风电发生有功振荡的待定位元件的电压数据和电流数据；
滤波处理模块20，用于对电压数据和电流数据依次进行带阻滤波、带通滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量；
功率计算模块30，用于依据电流次同步分量和电流超同步分量均满足振荡发生条件，并根据电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量计算，得到瞬时次同步有功功率和瞬时超同步有功功率；
识别定位模块40，用于将瞬时次同步有功功率与瞬时超同步有功功率相加，得到有功功率总和；并依据有功功率总和小于功率阈值，得到待定位元件在次/超同步频率范围内发生有功振荡。
需要说明的是，实施例二装置中的模块对应于实施例一方法中的步骤，实施例一方法中的步骤已在实施例一中详细阐述了，在此实施例二中不再对装置中的模块内容进行详细阐述。
实施例三：
本发明实施例提供了一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位设备，包括处理器以及存储器；
存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法。
需要说明的是，处理器用于根据所程序代码中的指令执行上述的一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法实施例中的步骤。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各***/装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取海上风电发生有功振荡的待定位元件的电压数据和电流数据；
对所述电压数据和所述电流数据依次进行带阻滤波、带通滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量；
若所述电流次同步分量和所述电流超同步分量均满足振荡发生条件，并根据所述电压次同步分量、所述电流次同步分量、所述电压超同步分量和所述电流超同步分量计算，得到瞬时次同步有功功率和瞬时超同步有功功率；
将所述瞬时次同步有功功率与所述瞬时超同步有功功率相加，得到有功功率总和；若所述有功功率总和小于功率阈值，则所述待定位元件在次/超同步频率范围内发生有功振荡；
其中，计算瞬时次同步有功功率
Figure FDA0004124076350000011
的公式为
Figure FDA0004124076350000012
计算瞬时超同步有功功率
Figure FDA0004124076350000013
的公式为
Figure FDA0004124076350000014
式中，
Figure FDA0004124076350000015
分别为a、b、c三相的电压次同步分量，
Figure FDA0004124076350000016
分别为a、b、c三相的电流次同步分量，
Figure FDA0004124076350000017
分别为a、b、c三相的电压超同步分量，
Figure FDA0004124076350000018
Figure FDA0004124076350000019
分别为a、b、c三相的电流超同步分量；
再次获取所述待定位元件的电压、电流数据作为校正数据，采用傅里叶分析对所述校正数据进行分析，得到所述待定位元件的相量有功功率，若所述相量有功功率小于功率阈值，则完成所述待定位元件在次/超同步频率范围内发生有功振荡的校正；
采用傅里叶分析对所述校正数据进行分析，得到所述待定位元件的相量有功功率的步骤包括：
采用傅里叶分析对所述校正数据进行分析，得到与所述校正数据对应的电压幅值、电流幅值、电压相位角和电流相位角；
根据所述电压幅值、所述电流幅值、所述电压相位角和所述电流相位角计算，得到所述待定位元件的相量有功功率；
计算待定位元件的相量有功功率Pik的公式为：Pik＝UikIikcos(θUik-θIik)，θUik为待定位元件k在i振荡模式下的电压相位角，θIik为待定位元件k在i振荡模式下的电流相位角，Uik为待定位元件k在i振荡模式下的电压幅值，Iik为待定位元件k在i振荡模式下的电流幅值。
2.根据权利要求1所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法，其特征在于，包括：若所述有功功率总和不小于功率阈值，则所述待定位元件在次/超同步频率范围内没有发生有功振荡。
3.根据权利要求1所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法，其特征在于，所述电流次同步分量和所述电流超同步分量均满足振荡发生条件指的是所述电流次同步分量和所述电流超同步分量的大小设置在额定电流幅值下限值与额定电流幅值上限值之间；
所述额定电流幅值下限值和所述额定电流幅值上限值分别为海上风电的待定位元件在额定工况下允许通过的最小额定电流和最大额定电流。
4.根据权利要求1所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法，其特征在于，所述功率阈值为0。
5.根据权利要求1所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法，其特征在于，对所述电压数据和所述电流数据依次进行带阻滤波、带通滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量的步骤包括：
采用带阻滤波器对所述电压数据和所述电流数据进行滤除工频分量，得到对应的第一滤波分量和第二滤波分量；
采用两个并联的带通滤波器根据次同步频率范围和超同步频率范围对所述第一滤波分量和和所述第二滤波分量进行过滤，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量。
6.根据权利要求5所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法，其特征在于，所述次同步频率范围为3Hz～47Hz，所述超同步频率范围为53Hz～97Hz。
7.一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位装置，其特征在于，包括获取数据模块、滤波处理模块、功率计算模块和识别定位模块；
所述获取数据模块，用于获取海上风电发生有功振荡的待定位元件的电压数据和电流数据；
所述滤波处理模块，用于对所述电压数据和所述电流数据依次进行带阻滤波、带通滤波处理，得到电压次同步分量、电流次同步分量、电压超同步分量和电流超同步分量；
所述功率计算模块，用于依据所述电流次同步分量和所述电流超同步分量均满足振荡发生条件，并根据所述电压次同步分量、所述电流次同步分量、所述电压超同步分量和所述电流超同步分量计算，得到瞬时次同步有功功率和瞬时超同步有功功率；
所述识别定位模块，用于将所述瞬时次同步有功功率与所述瞬时超同步有功功率相加，得到有功功率总和；并依据所述有功功率总和小于功率阈值，得到所述待定位元件在次/超同步频率范围内发生有功振荡；
其中，计算瞬时次同步有功功率
Figure FDA0004124076350000031
的公式为
Figure FDA0004124076350000032
计算瞬时超同步有功功率
Figure FDA0004124076350000033
的公式为
Figure FDA0004124076350000034
式中，
Figure FDA0004124076350000035
分别为a、b、c三相的电压次同步分量，
Figure FDA0004124076350000036
分别为a、b、c三相的电流次同步分量，
Figure FDA0004124076350000037
分别为a、b、c三相的电压超同步分量，
Figure FDA0004124076350000038
Figure FDA0004124076350000039
分别为a、b、c三相的电流超同步分量；
所述识别定位模块还用于再次获取所述待定位元件的电压、电流数据作为校正数据，采用傅里叶分析对所述校正数据进行分析，得到所述待定位元件的相量有功功率，若所述相量有功功率小于功率阈值，则完成所述待定位元件在次/超同步频率范围内发生有功振荡的校正；
采用傅里叶分析对所述校正数据进行分析，得到所述待定位元件的相量有功功率的步骤包括：
采用傅里叶分析对所述校正数据进行分析，得到与所述校正数据对应的电压幅值、电流幅值、电压相位角和电流相位角；
根据所述电压幅值、所述电流幅值、所述电压相位角和所述电流相位角计算，得到所述待定位元件的相量有功功率；
计算待定位元件的相量有功功率Pik的公式为：Pik＝UikIikcos(θUik-θIik)，θUik为待定位元件k在i振荡模式下的电压相位角，θIik为待定位元件k在i振荡模式下的电流相位角，Uik为待定位元件k在i振荡模式下的电压幅值，Iik为待定位元件k在i振荡模式下的电流幅值。
8.一种海上风电场次超同步振荡源感知与定位设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求1-6任意一项所述的海上风电场次超同步振荡源感知与定位方法。
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