[发明专利]一种电力系统低频振荡在线分析及预警方法

权利要求书

1.一种电力系统低频振荡在线分析及预警方法，包括以下步骤：

A、频率信号采集及预处理：按设定时间段截取电网拟监测节点的系统频率信号，并采用截止频率5Hz的低通滤波器滤波，再以频率10Hz下采样得到低频振荡信号y₀，随后用经验模态分解法对低频振荡信号y₀进行去趋势处理，得到零均值低频振荡信号y₁；

B、振荡模态的频率和阻尼比估计：对步骤A得到的零均值低频振荡信号y₁采用自回归传递函数准则确定其自回归模型AR的阶数n，得到零均值低频振荡信号y₁的自回归模型AR，再利用扩展阶Yule-Walker算法对该自回归模型AR进行估计，得到零均值低频振荡信号y₁的各振荡模态P_i的频率f_i和阻尼比ζ_i，i为振荡模态P_i的序号，i＝1，2，…，n；

C、主导模态的确定：计算各振荡模态P_i的能量E_i，并以最大的振荡模态能量值为基准进行归一化处理得到各振荡模态P_i的归一化能量将归一化能量大于5％的振荡模态P_i定为主导模态P_j，

D、主导模态状态预警：如果主导模态P_j的阻尼比ζ_j大于等于0.05，该主导模态P_j为安全状态；如果主导模态P_j的阻尼比ζ_j小于0.05且大于等于0.02，该主导模态P_j为警戒状态，发出警戒信息；如果主导模态P_j的阻尼比ζ_j小于0.02，该主导模态P_j为紧急状态，发出紧急信息；同时，保存各主导模态P_j的频率、阻尼比、归一化能量及状态信息；

E、重复步骤A-D的操作。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统低频振荡在线分析及预警方法，其特征在于：所述的步骤A中的用经验模态分解法对低频振荡信号y₀进行去趋势处理，得到零均值低频振荡信号y₁的具体操作是：将滤波下采样后的低频振荡信号y₀进行4层经验模态分解，得到4层本征模态函数及第四层残差信号，将第2～4层本征模态函数叠加，即得到仅包含系统振荡特性的零均值低频振荡信号y₁。

3.根据权利要求1所述的一种电力系统低频振荡在线分析及预警方法，其特征在于，所述的步骤B中利用扩展阶Yule-Walker算法估计振荡模态频率f_i和和阻尼比ζ_i的具体操作是：

(1)估计自相关系数k为时移整数，k＝0，1，…，N-1，N为设定时间段内零均值低频振荡信号y₁的10Hz下采样总点数；

(2)利用最小二乘法求解矩阵方程Ra＝-r，式中r=r(k+1)r(k+2)...r(k+M),]]>M＝3n

得到自回归模型AR参数a_i，i＝1，2，…，n；

(3)构建振荡模态P_i的特征方程zⁿ+a₁z^n-1+…+a_n＝0，求解得到根z_i，i＝1，2，…，n，系数a_i为自回归模型AR参数；

(4)计算振荡模态P_i的频率阻尼比σ_i和w_i分别是z_i转换至S域的特征根s_i的实部和虚报，即s_i＝σ_i±jw_i＝ln(z_i)F_s，F_s＝10Hz。