基于频率分解和相关系数法的电网弱阻尼辨识方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于频率分解和相关系数法的电网弱阻尼辨识方法、系统及介质，为实现电力系统低频振荡预警并抑制低频振荡的产生，本发明专利技术通过对广域同步量测系统测量值进行实时的频域分析，分析并监测电力系统存在的弱阻尼，并进一步通过相关系数法，建立系统存在的某个或某几个弱阻尼与电力系统其他状态量(如机组出力、开关的投切等)的相关性分析，从而对电力系统弱阻尼的产生源进行定位，且电力系统存在的弱阻尼是产生低频振荡的一个重要的先决条件，因此在本发明专利技术实现电网弱阻尼产生源的定位的基础上可及时对可能发生的低频振荡进行预警并进采取措施预防电力系统低频振荡的产生。

Identification method, system and medium of weak damping based on frequency decomposition and correlation coefficient method

【技术实现步骤摘要】
基于频率分解和相关系数法的电网弱阻尼辨识方法、系统及介质
本专利技术涉及电力系统安全领域，具体涉及一种基于频率分解和相关系数法的电网弱阻尼辨识方法、系统及介质。
技术介绍
随着我国国民经济的快速发展，电力系统规模日益增大，电网互联程度越来越高，长距离大功率送电，大量电力电子如风电、光伏、直流的大量接入等易引发电力系统发生低频功率振荡，严重的低频振荡将引发电网重大停电事故。因此，厘清电力系统低频振荡产生的机理，研究低频振荡预警以及抑制措施对电力系统稳定运行具有重要的意义。电力系统在正常运行时功率稳定，不会产生低频振荡，当系统出现扰动时，电力系统传输的功率、电压、电流以及频率等状态量将出现一定频率范围内的波动，这种波动称为低频振荡。低频振荡根据作用范围和频率大小差别可以分为局部振荡和区域振荡。其中，局部振荡一般发生在一定范围内一台电机或几台电机之间，振荡频率相对较高，通常在0.7～2.5Hz之间。区域振荡指的时不同区域间发生振荡，振荡的范围较大但振荡频率较低，一般在0.1～0.7Hz之间。低频振荡的机理一般有以下几种：1、弱阻尼或负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于频率分解和相关系数法的电网弱阻尼辨识方法，其特征在于实施步骤包括：/n1)针对电力系统建立基于广域测量系统实时测量数据的能量密度矩阵函数；/n2)遍历选择一个频率区段作为当前搜寻频率区段；/n3)在当前搜寻频率区段内运用奇异值分解法对能量密度矩阵函数进行频域分解，建立指定频域范围内的随频率变化的频域能量密度函数曲线；在频域能量密度函数曲线上选择能量密度峰值，在能量密度峰值所对应的频率附近的指定频率范围内截取能量密度函数曲线，对截取的能量密度函数曲线进行反傅里叶变换由频域变换到时域；将变换到时域的能量密度函数曲线运用普罗尼分析，基于普罗尼分析结果进行电网阻尼辨识，辨识出其中的弱阻尼模...

【技术特征摘要】
1.一种基于频率分解和相关系数法的电网弱阻尼辨识方法，其特征在于实施步骤包括：
1)针对电力系统建立基于广域测量系统实时测量数据的能量密度矩阵函数；
2)遍历选择一个频率区段作为当前搜寻频率区段；
3)在当前搜寻频率区段内运用奇异值分解法对能量密度矩阵函数进行频域分解，建立指定频域范围内的随频率变化的频域能量密度函数曲线；在频域能量密度函数曲线上选择能量密度峰值，在能量密度峰值所对应的频率附近的指定频率范围内截取能量密度函数曲线，对截取的能量密度函数曲线进行反傅里叶变换由频域变换到时域；将变换到时域的能量密度函数曲线运用普罗尼分析，基于普罗尼分析结果进行电网阻尼辨识，辨识出其中的弱阻尼模态；
4)判断频率区段是否遍历完毕，尚未遍历完毕则跳转执行步骤2)；否则表示已经遍历完毕，得到的电力系统存在的弱阻尼模态的时间序列X＝{i＝1…n|xi}，跳转执行步骤5)；
5)基于相关系数法对所有的弱阻尼模态的搜寻频率区段进行电网弱阻尼产生源定位。


2.根据权利要求1所述的基于频率分解和相关系数法的电网弱阻尼辨识方法，其特征在于，步骤5)的详细步骤包括：
5.1)在得到的电力系统存在的弱阻尼模态的时间序列X＝{i＝1…n|xi}的基础上，针对电力系统建立与时间序列X＝{i＝1…n|xi}中时间对应的指定状态参量y的时间序列Y＝{i＝1…n|yi}；
5.2)计算时间序列X、时间序列Y的相关系数γxy；
5.3)根据相关系数γxy结合对照相关系数表判断时间序列X、时间序列Y是否为强正相关或强负相关，如果时间序列X和时间序列Y为强相关的正相关或负相关，则判定认为指定状态参量y所对应的设备与电力系统内某个频率的弱阻尼模态高度相关，并判定指定状态参量y所对应的设备为该频率的弱阻尼模态的产生源。


3.根据权利要求2所述的基于频率分解和相关系数法的电网弱阻尼辨识方法，其特征在于，步骤5.2)中计算时间序列X、时间序列Y的相关系数γxy的函数表达式如下：



上式中，xi为时间序列X中的第i个元素，yi为时间序列Y中的第i个元素，为时间序列X中的元素均值，为时间序列Y中的元素均值，为和的乘积，n为时间序列X以及时间序列Y中的元素个数。


4.根据权利要求2所述的基于频率分解和相关系数法的电网弱阻尼辨识方法，其特征在于，步骤5.3)中的相关系数表包括不相关、弱相关、中相关、强相关四种相关类型，且每一种相关类型具有负相关、正相关两种子类型。


5.根据权利要求4所述的基于频率分解和相关系数法的电网弱阻尼辨识方法，其特征在于，步骤5.3)中的相关系数表中，不相关的负相关对应相关系数γxy的取值范围为-0.09至0.00，不相关的正相关对应相关系数γxy的取值范围为0.00至0.09；弱相关的负相关对应相关系数γxy的取值范围为-0.30至-0.10，弱相关的正相关对应相关系数γxy的取值范围为0.10至0.30；中相关的负相关对应相关系数γxy的取值范围为-0.50至-0.30，中相关的正相关对应相关系数γxy的取值范围为0.30至0.50；强相关的负相关对应相关系数γxy的取值范围为-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：左剑，汤吉鸿，陈道君，邹鑫，柳永妍，张可人，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43