[发明专利]一种电力系统广域同调辨识方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种电力系统广域同调辨识方法及其装置，特别是涉及利用电力系统的广域量测信息进行电力系统同调辨识的方法。

背景技术

区域间电网互联规模不断扩大，大容量远距离输电不断增加，间隙性新能源大规模接入，使得区域电网振荡已成为威胁电网安全稳定运行的主要因素之一。为抑制区域间功率振荡，改善整个互联系统的动态稳定，电力系统研究和运行人员提出多种措施来改善电力系统的阻尼特性，例如：加装电力系统稳定器、直流功率调制、改变电网运行方式等，并在紧急情况下，通过主动解列以防止长时间区域间功率振荡所诱发的电网大停电事故。而在主动解列过程中，快速搜索和确定电力系统的同调机群是其关键。

目前，识别同调机群的方法主要分为两类：基于电力系统模型的同调机群识别方法和基于电力系统广域量测信息的同调机群识别方法。其中，基于电力系统模型的同调机群识别方法又有如下方法：①基于图分割，将慢同调理论应用于电力系统同调分群中；②通过计算电力系统微分方程的右特征向量矩阵中发电机转子角所对应行向量之间的方向余弦来确定电力系统中的同调机群；③构造动态电力网络的加权拉普拉斯矩阵，借助复杂网络社团结构理论实现电力系统的同调分群；④将电力系统在非平衡点处线性化，根据电力系统运动轨迹的特征值进行同调分群。上述基于电力系统模型的同调机群识别方法均依赖于电力系统的详细模型和准确参数，难以考虑电力系统运行方式变化及故障类型对同调分群的影响。因而，基于电力系统模型的同调分群方法，多用于电力系统离线安全稳定分析。

广域量测系统在电力系统中的广泛应用，为电力系统在线实现同调分群提供了可能。当前，基于电力系统广域量测信息的同调机群识别方法主要有：①基于最小二乘支持向量机实现电力系统同调机群的在线辨识；②基于独立分量法对电力系统中的机组进行同调分群；③基于广域实测信号的主成分，采用聚类分析方法对电力系统中发电机进行同调分群；④借助小波相位差来辨识电力系统中的同调机群；⑤通过对广域实测信号进行库普曼模式分解实现电力系统的同调分群；⑥在方法⑤的基础上，通过对广域实测信息进行动态振荡模式解耦来识别电力系统的同调机群。

采用上述方法均可实现基于广域量测信息的电力系统同调机群准确辨识，但上述方法在辨识过程中都会面临对海量数据的处理，如何挖掘其关键信息，提高识别效率是利用广域量测信息进行电力系统同调辨识亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种电力系统广域同调辨识方法及其装置，本发明将电力系统广域量测信息与多元统计中的主成分分析方法相结合，实现了基于广域量测信息的电力系统同调机群在线辨识，提到了识别效率，详见下文描述：

一种电力系统广域同调辨识方法，所述方法包括以下步骤：

对电力系统中发电机转子角的广域量测时间序列进行标准化；

对标准化后的广域量测时间序列进行主成分分析，根据主成分的累计贡献率，确定广域量测时间序列的主成分个数及对应的特征向量；

根据所选定特征向量中元素的正、负号实现电力系统机组的同调分群。

所述对电力系统中发电机转子角的广域量测时间序列进行标准化的步骤具体为：

在同一时间断面，同一量测长度的条件下，获取广域量测时间序列的方差和均值；

通过所述方差和所述均值，对广域量测时间序列标准化。

所述对标准化后的广域量测时间序列进行主成分分析的步骤具体为：

通过主成分分析，获取标准化后的广域量测时间序列的特征值及特征向量。

所述根据主成分的累计贡献率，确定广域量测时间序列的主成分个数及对应的特征向量的步骤具体为：

根据所述特征值，获取各主成分的贡献率及前k个主成分的累计贡献率；

当累计贡献率达到阈值后，确定广域量测时间序列的主成分个数为k，并保留这k个主成分所对应的特征向量。

所述根据所选定特征向量元素的正、负号实现电力系统机组的同调分群的步骤具体为：

将所选定特征向量中元素正、负号组合完全相同的发电机划分为一组同调机群，进而获取多组同调机群，实现基于广域量测信息的电力系统同调辨识。

一种电力系统广域同调辨识装置，所述装置包括：

标准化模块，用于对电力系统中发电机转子角的广域量测时间序列进行标准化；

主成分分析模块，用于对标准化后的广域量测时间序列进行主成分分析；

获取模块，用于根据主成分的累计贡献率，确定广域量测时间序列的主成分个数及对应的特征向量；