电力系统宽频测量方法技术方案

本申请提供了一种电力系统宽频测量方法

【技术实现步骤摘要】
电力系统宽频测量方法、装置和计算机设备


[0001]本申请涉及宽频测量
，尤其涉及一种电力系统宽频测量方法
、
装置和计算机设备
。

技术介绍

[0002]新型电力系统背景下，大规模新能源发电
、
高压直流输电
、
大功率直流负荷快速发展，电力系统“源
‑
网
‑
荷”各环节电力电子化程度逐步提高，电力系统向着高比例新能源发电和高比例电力电子设备的方向发展
。
在大规模新能源并网运行
、
高比例电力电子设备接入的情况下，新能源机组与电网之间的相互作用使系统的振荡问题出现新特征，将会引起频率在几
Hz
到数千
Hz
范围内的宽频振荡
。
未来，随着新型电力系统的建设与发展
,
可以预见宽频振荡问题将会越来越严重
,
严重威胁电网的安全可靠运行
。
[0003]宽频振荡与传统功角振荡
、
电压振荡和频率振荡在机理上截然不同，从信号处理的角度来看，宽频振荡发生时系统的电压
、
电流信号中包含幅值较大的非工频分量，这些幅值较大的非工频分量使得电压
、
电流信号发生畸变，从而引起电力系统的不正常状态
。
因此，必须要对系统进行精准观测，实现在宽频范围内对电信号进行准确的频谱分析
。
传统技术中的频谱分析方法在宽频范围下存在着精度不足
、
计算速度较慢的问题
。

技术实现思路

[0004]本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中的频谱分析方法在宽频范围下存在着精度不足
、
计算速度较慢的问题
。
[0005]第一方面，本申请提供了一种电力系统宽频测量方法，包括：获取目标电信号；基于局部均值分解算法，将目标电信号在时域上分解为多个单一频率的信号分量；确定各信号分量的瞬时频率；根据瞬时频率，确定对应的时频转换算法和时频转换参数；根据对应的时频转换参数，利用对应的时频转换算法，对信号分量进行时频转换，以得到包括各信号分量对应的频域信息的宽频频谱
。
[0006]在其中一个实施例中，根据瞬时频率，确定对应的时频转换算法，包括：若瞬时频率在第一阈值以下，则确定对应的时频转换算法为离散傅里叶算法；若瞬时频率大于第一阈值，则确定对应的时频转换算法为快速傅里叶算法
。
[0007]在其中一个实施例中，时频转换参数包括采样窗种类，根据瞬时频率，确定对应的时频转换参数，包括：若瞬时频率在第一阈值以下，则确定对应的采样窗种类为矩形窗；若瞬时频率大于第一阈值且在第二阈值以下，则确定对应的采样窗种类为汉宁窗；
若瞬时频率大于第二阈值且在第三阈值以下，则确定对应的采样窗种类为布莱克曼窗
。
[0008]在其中一个实施例中，时频转换参数包括采样窗长度，根据瞬时频率，确定对应的时频转换参数，包括：根据瞬时频率与周波数之间的映射关系，确定目标周波数；根据瞬时频率，确定周期长度；根据周期长度和目标周波数，得到采样窗长度
。
[0009]在其中一个实施例中，根据瞬时频率与周波数之间的映射关系，确定目标周波数，包括：若瞬时频率在第一阈值以下，则确定目标周波数为第一数量；若瞬时频率大于第一阈值且在第二阈值以下，则确定目标周波数为第二数量；第二阈值大于第一阈值，第二数量大于第一数量；若瞬时频率大于第二阈值且在第三阈值以下，则确定目标周波数为第三数量；第三阈值大于第二阈值，第三数量大于第一数量，且小于第二数量
。
[0010]在其中一个实施例中，第一阈值为
100Hz
，第二阈值为
650Hz
，第三阈值为
2500Hz
，第一数量为2，第二数量为8，第三数量为
3。
[0011]在其中一个实施例中，基于局部均值分解算法，将目标电信号在时域上分解为多个单一频率的信号分量，包括：将当前的目标电信号作为中间电信号；找出中间电信号的所有局部极大值点和局部极小值点；对局部极大值点进行三次样条插值，得到上包络函数，对局部极小值点进行三次样条插值，得到下包络函数；根据上包络函数和下包络函数，得到本轮的局部均值函数和局部包络函数；判断本轮的局部包络函数是否等于1；若否，则将中间电信号与局部均值函数相减后与局部包络函数相除，并返回找出中间电信号的所有局部极大值点和局部极小值点的步骤继续执行；若是，则将本轮以及之前的所有局部包络函数相乘，得到包络信号，并以本轮的局部均值函数为纯调频信号，根据包络信号和纯调频信号得到信号分量；在得到新的信号分量后，判断是否满足迭代结束条件；若否，则从目标电信号中减去新得到信号分量，并返回将当前的目标电信号作为中间电信号的步骤继续执行；若是，则完成将目标电信号在时域上分解为多个单一频率的信号分量
。
[0012]在其中一个实施例中，判断是否满足迭代结束条件，包括：若新得到的信号分量中的局部极大值点和局部极小值点的数量小于第一阈值，则判定满足迭代结束条件；否则判定未满足迭代结束条件
。
[0013]第二方面，本申请提供了一种电力系统宽频测量装置，包括：数据获取模块，用于获取目标电信号；信号分解模块，用于基于局部均值分解算法，将目标电信号在时域上分解为多个单一频率的信号分量；
频率确定模块，用于确定各信号分量的瞬时频率；选择模块，用于根据瞬时频率，确定对应的时频转换算法和时频转换参数；时频转换模块，用于根据对应的时频转换参数，利用对应的时频转换算法，对信号分量进行时频转换，以得到包括各信号分量对应的频域信息的宽频频谱
。
[0014]第三方面，本申请提供了一种计算机设备，包括一个或多个处理器，以及存储器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，执行上述任一实施例中的电力系统宽频测量方法的步骤
。
[0015]从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：基于上述任一实施例，先利用局部均值分解法将目标电信号分解为具有相同瞬时频率的信号分量，由于每个信号分量都在各自的频带范围内波动，具有特定的瞬时频率，而电力系统分析针对不同瞬时频率的信号有不同的分析需求
。
因此，根据各信号分量的瞬时频率，适应性的选择相应的时频转换参数并进行时频转换，在满足不同分析需求的前提下最终得到整个宽频频谱
。
本方法可以满足不同频率的分析需求，为宽频频谱中的每个频点的信号都达到合适计算速度和计算精度，能有效满足新型电力系统的宽频测量需求，为构建电力系统宽频振荡广域监测系统提供了有力支撑
。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电力系统宽频测量方法，其特征在于，包括：获取目标电信号；基于局部均值分解算法，将所述目标电信号在时域上分解为多个单一频率的信号分量；确定各所述信号分量的瞬时频率；根据所述瞬时频率，确定对应的时频转换算法和时频转换参数；根据对应的所述时频转换参数，利用对应的所述时频转换算法，对所述信号分量进行时频转换，以得到包括各所述信号分量对应的频域信息的宽频频谱
。2.
根据权利要求1所述的电力系统宽频测量方法，其特征在于，所述根据所述瞬时频率，确定对应的时频转换算法，包括：若所述瞬时频率在第一阈值以下，则确定对应的所述时频转换算法为离散傅里叶算法；若所述瞬时频率大于所述第一阈值，则确定对应的所述时频转换算法为快速傅里叶算法
。3.
根据权利要求2所述的电力系统宽频测量方法，其特征在于，所述时频转换参数包括采样窗种类，根据所述瞬时频率，确定对应的时频转换参数，包括：若所述瞬时频率在所述第一阈值以下，则确定对应的所述采样窗种类为矩形窗；若所述瞬时频率大于所述第一阈值且在第二阈值以下，则确定对应的所述采样窗种类为汉宁窗；若所述瞬时频率大于所述第二阈值且在第三阈值以下，则确定对应的所述采样窗种类为布莱克曼窗
。4.
根据权利要求3所述的电力系统宽频测量方法，其特征在于，所述时频转换参数包括采样窗长度，根据所述瞬时频率，确定对应的时频转换参数，包括：根据所述瞬时频率与周波数之间的映射关系，确定目标周波数；根据所述瞬时频率，确定周期长度；根据所述周期长度和所述目标周波数，得到所述采样窗长度
。5.
根据权利要求4所述的电力系统宽频测量方法，其特征在于，根据所述瞬时频率与周波数之间的映射关系，确定目标周波数，包括：若所述瞬时频率在所述第一阈值以下，则确定所述目标周波数为第一数量；若所述瞬时频率大于所述第一阈值且在所述第二阈值以下，则确定所述目标周波数为第二数量；所述第二数量大于所述第一数量；若所述瞬时频率大于所述第二阈值且在所述第三阈值以下，则确定所述目标周波数为第三数量；所述第三数量大于所述第一数量，且小于所述第二数量
。6.
根据权利要求5所述的电力系统宽频测量方法，其特征在于，所述第一阈值为
100Hz
，所述第二阈值为
650Hz
，所述第三阈值为
2500Hz...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴为，周保荣，洪潮，曾德辉，刘宇明，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：