[发明专利]一种电力系统低频振荡在线分析及预警方法

摘要

一种电力系统低频振荡在线分析及预警方法，包括：(1)频率信号采集及预处理；(2)振荡模态的频率和阻尼比估计；(3)主导模态的确定；(4)主导模态状态预警。本方法基于经验模态分解的自适应去趋势处理，能够剔除大小扰动激励下系统响应的稳态和非线性分量，保留系统响应的动态振荡特性；结合扩展阶Yule-Walker方法估计系统振荡模态，并计算振荡模态的能量确定系统的主导模态；根据阻尼的大小发出系统振荡的安全、警戒或紧急信息。本方法可用于配网频率信号，实用价值较高，估计结果准确，对系统自由响应和随机响应能统一进行，适用于大规模电力系统的低频振荡模态在线分析，并及时向控制中心提供振荡预警信息。

主权项

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。