[發明專利]一種基于小波變換的電力系統強迫振蕩源時頻域定位方法

有效

• 申請號: 202010935149.4
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112069453B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 姜濤;李雪;李孟豪;陳厚合;張儒峰;王長江;李國慶;李本新;李曙光
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;G06F17/10;G06Q10/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發明公開了一種基于小波變換的電力系統強迫振蕩源時頻域定位方法，所述方法包括：對各輸入數據的偏差值進行小波變換處理，計算小波系數矩陣中各尺度系數的相對能量，確定與強迫振蕩模式對應的關鍵小波尺度系數；提取出各輸入數據的偏差值對應于關鍵小波尺度系數的小波系數，結合DEF分析得到各發電機基于小波變換的DEF曲線；將DEF曲線最小二乘擬合，將擬合系數歸一化，計算發電機振蕩源定位量化指標μ₀；若μ₀＝1，則發電機k為系統強迫振蕩源，輸出強迫振蕩源定位結果。本發明不僅繼承了傳統DEF分析在線定位強迫振蕩源的特點，還避免了DEF算法精度不穩定的問題，在分析時無需重構時域信號，顯著提高了強迫振蕩源的定位效率。

技術領域

本發明涉及電力系統暫態分析領域，尤其涉及一種基于小波變換(WaveletTransform，wT)的電力系統強迫振蕩源時頻域定位方法。

背景技術

隨著電網結構增強、各類阻尼控制裝置大規模配置，傳統電力系統弱阻尼低頻振蕩已實現了較好的抑制，強迫振蕩成為威脅電力系統安全穩定運行的主要因素之一^[1-2]。強迫振蕩通常是由持續周期性的小擾動誘發，當擾動頻率接近系統固有振蕩頻率時，將導致全網發生振蕩^[3-4]。由于強迫振蕩具有隨機性強、起振快、擾動消失后振蕩迅速衰減等特點，因此，快速、準確定位強迫振蕩源，是抑制電網強迫振蕩的首要工作^[5-6]。

目前，常用于強迫振蕩源定位的主要方法是振蕩能量函數法^[7-9]。能量函數(Transient Energy Function，TEF)方法具有下述顯著特征：①用能量裕度表征穩定量度；②具有穩定程度的靈敏度計算能力；③快速求取穩定極限；④預測事故下的暫態電壓下沉等^[7]。在此基礎上，能量函數法依據系統強迫振蕩過程中元件的能量轉換特性定位振蕩源，從能量的角度闡述了強迫振蕩與自由振蕩的區別^[8-9]。上述方法雖可有效辨識出系統振蕩源，但其定位結果依賴于系統詳細的數學模型和準確的模型參數^[9]。隨著電網互聯規模不斷擴大，在實際系統中獲取詳細的系統元件模型和準確的系統運行參數是十分困難的^[10]。近年來，隨著以相量測量單元(Phasor Measurement Unit，PMU)為基礎的廣域量測系統(Wide Area Measurement System，WAMS)日漸完善，利用廣域量測信息來分析和研究電力系統強迫振蕩已成為可能，使得基于廣域量測信息的系統強迫振蕩源定位方法得到了快速發展^[11-12]。由于該方法無需構建系統元件詳細的能量函數，能夠實現振蕩源的在線定位，因而受到科研人員的廣泛關注^[12-14]。消耗能量流(Dissipation Energy Flow，DEF)分析就是一種基于廣域量測信息的強迫振蕩源定位方法，其與阻尼系數具有一致性^[13]，同時借助瞬態消耗能量可以實現強迫振蕩源的在線定位^[14]。

上述方法雖實現了基于廣域量測信息的強迫振蕩源定位，但均需從廣域量測信息中分離出所含強迫振蕩模式的時域分量，然后根據所分離的強迫振蕩模式分量來計算相應的消耗能量流，計算過程較為繁雜。此外，受故障類型和噪聲影響，傳統方法容易對強迫振蕩模式造成誤判，振蕩源定位精度不穩定。

因此，如何準確辨識出廣域量測信息中所隱含的強迫振蕩模式信息，進而根據研究人員需求提取振蕩模式分量定位振蕩源，仍需進一步研究。

參考文獻

[1]姜濤.基于廣域量測信息的電力大系統安全性分析與協調控制[D].天津：天津大學，2015.

[2]欒某德，吳晶瑩，李尚遠，等.基于傳遞函數矩陣頻域特性的原動機側強迫振蕩源定位方法[J].電力系統自動化，2019，43(17)：84-98.