提取时变工频和次同步频率分量的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种提取时变工频和次同步频率分量的方法及系统，属于电力系统动态监测技术领域。本发明专利技术包括以下内容：（1）构建量测模型；（2）状态向量初始化；（3）更新状态向量和误差协方差；（4）计算卡尔曼增益；（5）利用卡尔曼增益更新状态和误差协方差；（6）更新基波频率；（7）计算次同步分量。本发明专利技术方法能够适用于基波和次同步谐波具有时变特性的情况，可以准确地提取出次同步谐波，具有很好的有效性和实用性；同时，本发明专利技术在模拟测试信号以及存在次同步振荡现象的真实风电系统上得到了验证。

【技术实现步骤摘要】
提取时变工频和次同步频率分量的方法及系统
本专利技术属于电力系统动态监测
，具体涉及一种提取时变工频和次同步频率分量的方法及系统。
技术介绍
风电机组控制器和串补电网相互作用会引起次同步控制相互作用(subsynchronouscontrolinteraction,SSCI)，与传统火电机组和串补作用产生的次同步振荡不同，其振荡频率随系统运行状态变化而变化(如风机并网数量、风速大小、风机控制结构及参数、串补度等)，且变化范围较广，具有很强的不确定性。SSCI在风电系统中主要表现为次/超同步电流、电压和谐波功率的持续增长(发散)或等幅振荡，严重危及大型风电系统可靠运行。现有抑制次同步控制相互作用的方法往往需要从测量得到的信号中精确提取出次同步分量，但信号基波及次同步谐波频率具有时变特性，因此需要提出一种方法能够从监测数据中提取基波和次同步谐波频率的时变特性。现有提取次同步谐波频率的方法，比如线性卡尔曼滤波器，对频率固定的基波和谐波分量具有良好的作用，但不能用于具有时变特性的基波和次同步谐波的分析。其原因在于现有方法不能追踪具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.提取时变工频和次同步频率分量的方法，其特征在于，包含有基波和次同步频率分量的监测信号表示为：/nz(k)＝X(k)+v

【技术特征摘要】
1.提取时变工频和次同步频率分量的方法，其特征在于，包含有基波和次同步频率分量的监测信号表示为：
z(k)＝X(k)+vss(k)；
式中，z(k)为测量信号，vss(k)表示次同步分量；X(k)为基波分量，k为采样时间点，k≥1的整数；
具体包括如下步骤：
步骤(1)，首先构建量测模型：
将基波分量X(k)表示为状态向量的形式，即：
X(k)＝[x1(k),x2(k)]*；
式中，x1为基波相量实部，x2为基波相量虚部；
x1(k)＝x1(k-1)cos(2πf0(k-1)T)+x2(k-1)sin(2πf0(k-1)T)；
x2(k)＝-x1(k-1)sin(2πf0(k-1)T)+x2(k-1)sin(2πf0(k-1)T)；
式中，T表示采样周期，上标*表示矩阵转置；f0表示基波频率；
基波分量X重新写为：
X(k)＝FX(k-1)
式中，F为转换矩阵，表示为：



因此，量测模型表示为
z(k)＝HX(k-1)+vss(k)；
式中，H表示测量矩阵H＝[1,0]，是将估计量转化为量测量；
步骤(2)，状态向量初始化：
状态向量的初始值：
误差协方差的初始值：P(0)＝10I2×2；
基波频率的初始值：f0(0)＝50Hz；
其中，I表示单位对角矩阵；
步骤(3)，更新状态向量和误差协方差
更新状态向量：
更新误差协方差：P-(k)＝FP(k-1)F*+Q；
式中，Q为噪声协方差矩阵，上标—表示在不利用该时刻的测量值的情况下计算状态向量和过程协方差矩阵；
步骤(4)，计算卡尔曼增益：
卡尔曼增益表示为：



式中，R＝0.1；
步骤(5)，计算状态向量和误差协方差：
利用卡尔曼增益和测量值更新状态和误差协方差：
状态向量计算：
误差协方差计算：P(k)＝P-(k)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴琛，谢小荣，马宁宁，黄伟，汪林光，程旻，张丹，刘旭斐，黄润，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：云南;53