[發明專利]基于PMU測量相量的次同步振蕩識別與告警方法

有效

• 申請號: 202010158721.0
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111398679B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 劉灝;亓源;畢天姝;熊文;王莉;危國恩
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;韓珂

1.一種基于PMU測量相量的次同步振蕩識別與告警方法，其特征在于，包括：

采用支持向量機算法，對有次同步振蕩與無次同步振蕩的PMU測量相量數據中提取出的特征向量在三維空間中區分開，從而訓練出相應的分類器，包括：取歷史和/或仿真的PMU電流相量的幅值數據作為訓練數據；設置一定的窗長，對每個窗內的數據進行特征提取和降維，從而將一定長度的幅值序列表示為三維空間中的坐標點；再利用傳統FFT方法確定每個坐標點的標簽，定義：振蕩類別標簽值為+1，非振蕩類別標簽值為-1，所述振蕩是指次同步振蕩；并且，對于每個數據窗內的數據，若連續升降點數超過一定值，則給相應數據窗加一個低頻標記，表明其中存在低頻分量，若相應數據窗的類別為振蕩，則將低頻振蕩與次同步振蕩加以區分；選取核函數，尋找三維空間中兩種類別的坐標點各自的支持向量，并根據使不同類別的支持向量到分界面的距離之和最大這一判據，確定振蕩和非振蕩的分界面，基于訓練數據訓練形成分類器；

對于PMU新測得的類型未知的數據，將提取出的特征輸入至分類器，實現次同步振蕩的識別，得到有次同步振蕩行為的數據窗中的數據；

將有次同步振蕩行為的數據窗中的數據進行FFT頻譜分析，提取間諧波分量頻率與幅值；利用間諧波分量幅值與預先確定的幅值閾值濾除噪聲引起的間諧波分量，再根據剩余間諧波分量的頻率與自適應的振蕩持續時間閾值的關系，來判斷是否產生告警信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于PMU測量相量的次同步振蕩識別與告警方法，其特征在于，所述對于PMU新測得的類型未知的數據，將提取出的特征輸入至分類器，實現次同步振蕩的識別包括：

對于PMU新測得的類型未知的數據，設置與分類器訓練時相同的窗長，對每個窗內的數據進行特征提取和降維，從而將一定長度的幅值序列表示為三維空間中的坐標點；

對于存在低頻分量的數據窗加低頻標記，存在低頻標記的數據窗，直接判為非振蕩類別；對于無低頻標記的數據窗，利用分類器進行類別的判定。

3.根據權利要求2所述的一種基于PMU測量相量的次同步振蕩識別與告警方法，其特征在于，三維空間中各維度上的取值分別為：有規律點的數目、包絡線波動指數以及平穩子序列點數；其中：

有規律點的數目的計算方式包括：

設時間上連續的三個數據窗內的PMU電流相量的幅值序列分別為A1、A、A2，將它們按順序排列構成幅值序列A’，從幅值序列A’第二個數據點起，若當前數據點相比之前一個點上升或不變，在當前數據點處標記1，若下降標記-1，從而構造出升降表征序列B1；

根據升降表征序列B1，每出現連續m個1或者-1，記一個m，得到連續升降點數序列C1；

找出連續升降點數序列C1中數值表現為周期性變化的子序列，每周期至少2個數據點；子序列對應的幅值序列A’中的子序列段為可能的振蕩序列段，對該子序列段中的所有點做標記；

計數幅值序列A中有標記的點的數目，即為幅值序列A所在數據窗的有規律點的數目；

包絡線波動指數的計算方式包括：

取完整PMU電流相量的幅值序列A及與幅值序列A在時間上相鄰的，幅值序列A1的最后一個點、幅值序列A2的第一個點，將幅值序列A1的最后一個數據點作為幅值序列A第1個數據點的前相鄰點，將幅值序列A2的第一個數據點作為幅值序列A最后1個數據點的后相鄰點，遍歷幅值序列A中各數據點，若當前數據點數值大于或等于其前相鄰點與后相鄰點，將當前數據點加入序列B2；若當前數據點數值小于或等于其前相鄰點與后相鄰點，將當前數據點加入序列C2；最終序列B2、C2長度記為length(B2)、length(C2)；

計算幅值序列A、序列B2、序列C2的方差D(A)、D(B2)、D(C2)，通過下面的公式計算幅值序列A所在數據窗的包絡線波動指數：

平穩子序列點數的計算方式包括：

取完整PMU電流相量的幅值序列A及與幅值序列A在時間上相鄰的，幅值序列A1的最后一個點，將幅值序列A1的最后一個數據點作為幅值序列A第1個數據點的前相鄰點，遍歷幅值序列A中各數據點，若當前數據點的值相比之前一個點不變，則在當前數據點處做標記；

計數幅值序列A中有標記的點的數目，即為幅值序列A所在數據窗的平穩子序列點數。