一种随机化NNDDMD的功率振荡模式参数辨识方法技术

本发明专利技术公开了一种随机化NNDDMD的功率振荡模式参数辨识方法，属于电力系统稳定与控制技术领域，其特点是，包括的步骤有：输入线性化后的随机响应数据、利用随机化算法对奇异值分解进行随机化处理、进行特征值分解和动态模态的拟合、计算振荡模式的频率和阻尼比。所述方法的特点是，采用系统正常运行状态下的发电机角速度，发电机角频率和有功功率的随机响应数据作为输入，利用随机化处理的NNDDMD方法对系统进行功率振荡模式参数辨识。具有科学合理，适用性强，计算速度快、准确度高和鲁棒性好的优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种随机化NNDDMD的功率振荡模式参数辨识方法


[0001]本专利技术属于电力系统稳定与控制
，特别是涉及到一种随机化NNDDMD的功率振荡模式参数辨识方法。

技术介绍

[0002]电力系统小干扰问题随着近些年来大规模电网互联，大容量，远距离，跨区域送电等因素的影响越来越突出，新能源并网和励磁系统等其他因素逐渐增加功率振荡的复杂性，例如风电机组大规模接入电网，新能源场、站模型阶数急剧增加，设备的高度电力电子化导致系统准确建模面临巨大挑战，一些传统的功率振荡模式参数辨识方法对模型依赖较高，都需要对电力系统建模，然后在进行相关的特征值分析，因此，维数灾问题严重，而且对电力系统的准确建模难以及时捕捉电力系统运行方式的动态变化包括系统参数变化。
[0003]WAMS系统的发展与普及带动一大部分带动的基于数据驱动的功率振荡模式参数辨识方法。现有基于WAMS数据的方法多是利用电力系统暂态分析的故障录波数据，该类数据需要特定的故障时间，故障地点，和故障形式，无法覆盖系统全部振荡模式，一般仅能用于事故后离线分析。同时，现代电网发生明显扰动概率非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随机化NNDDMD的功率振荡模式参数辨识方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：步骤1：电力系统随机数据输入在不考虑电力系统随机扰动时，将电力系统描述为一个连续的微分代数方程组，所述方程组包含一个有限的子系统集，只关注自治连续微分代数方程，如式(1)所示：0＝g(x,y)
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(2)式中：f为微分方程组，g为代数方程组；x是状态变量，包括发电机转速、功率角、负载动态状态；y是节点电压幅值、相位代数变量；在考虑负荷随机变化和新能源主动输出引起电力系统随机扰动变化时，对电力系统的随机扰动建模为式(3)：式中，α(x,y,η)和b(x,y,η)分别反映电力系统本身的性质，ξ是高斯白噪声；此外，将随机微分代数方程组转化为方程(4)和方程(5)，其中包括随机扰动对随机变量的影响：0＝g(x,y,η)
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(5)将随机输入视为一种扰动，通过引入随机变量，推导出一维模型；使电力系统状态变量z和Ψ(z,t)代表其确定的轨迹的功能；该轨迹的随机模型通过引入随机变量η(z,t,ξ)来实现z(t)＝Ψ(z,t)+η(z,t,ξ)
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(7)系统随机扰动模型符合Ornstein Uhlenbeck过程；设z表示状态变量x，然后Ψ(z,t)是解决微分方程，推导双方时间的导数的方程(8)：其中：随机变量的动态过程用随机微分方程表示：则z的随机模型用随机微分方程表示为：则z的随机模型用随机微分方程表示为：考虑漂移确定性函数的隐式梯形积分格式，即对于扩散随机项b有明确的MaRyuama
‑
EuleR格式的f和α；为简化积分方案的符号，定义为：
然后，式(13)、式(14)和式(15)能够变为如下形式：然后，式(13)、式(14)和式(15)能够变为如下形式：状态变量包括：机电特性的时域响应振荡阻尼比参数、频率、左特征向量和右特征向量，说明随机响应信号与噪声系统的动态响应是由环境激励和随机波动声信号叠加的，也证明了发电机有功功率，WAMS下的发电机角速度随机响应信号包含了丰富的电力系统动态信息；所需要的输入数据矩阵A由式(16)、式(17)分析得到；步骤2：随机化算法与非负双奇异值分解(NNDSVD)相结合的改进的随机化非负双奇异值分解；通过一个随机矩阵乘以一个矩阵A在其右侧或左侧，用于识别子空间捕捉矩阵A的主要行动，然后获取子空间的标准正交基矩阵Q，通过Q来计算A的低秩近似，进一步给出截断的奇异值分解的近似值，使子空间的维数远小于范围A；给出随机化NNDDMD的四个输入，分别为A∈R
m
×
n
，秩参数k，能量参数p和过采样参数，同时，要求随机化NNDDMD的三个参数U∈R
m
×
m
，Σ∈R
m
×
n
和V∈R
n
×
n
；首先设置一个高斯先验矩阵Ω：Ω＝randn(n,k+s)
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(18)为使Ω超过k列，选择一个小整数，5或10；利用子空间的正交基矩阵Q，然后利用A和Ω计算子空间的正交基矩阵Q，即:Q＝orth(AΩ)
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(19)通过近似的A≈QB＝QQ
T
A，然后在(k+s)
×
n矩阵B上进行economic NNDSVD计算，因此获得矩阵的近似截断NNDSVD；为提高QB近似值的精度和准确性；采用幂次迭代(PI)方案，设i＝1,2,...,p用式(20)和式(21)进行迭代：G＝orth(A
T
Q)
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(20)Q＝orth(AG)
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(21)其中，orth方程用于缓解浮点计算中的舍入误差，由QR分解得到，得到：B＝orth(...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡国伟，郭书嘉，刘铖，马琳琳，李新，周宁，李山，马欢，张宇驰，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：