【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统信号监测，尤其涉及一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、随着新能源发电技术的快速发展，电网中风电、光伏等新能源并网容量不断增加。与此同时，大量的电力电子设备(包括高压直流设备，串、并联无功补偿装置等)逐步投入运行，这些设备的投运提高了新能源并网和电网输电能力，但也使得电力系统潜在风险增多，导致次同步振荡问题sso(sub-synchronous oscillation)日渐凸显。次同步振荡除了影响系统电能质量外，还影响机组安全运行。同步发电机组轴系存在10hz～40hz范围内的固有扭振频率，若系统谐波频率与机组轴系频率吻合(50hz互补)则会导致火电机组发生轴系扭振，造成轴系损坏，严重威胁电力系统运行安全稳定。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法及系统，可以实现对多模态时的次同步振荡信号进行实时处理。
2、在一些实施方式中，采用如下技术方案：
3、一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，包括：
4、获取电力系统振荡信号，所述振荡信号中包含工频稳态分量、次同步振荡分量和超同步振荡分量；
5、基于电力系统在一发生次同步振荡时的状态方程，得到状态变量的表达式，构建关于状态变量和时间的模型；
6、采用滑动窗逻辑对信
7、采用牛顿迭代的方法对每一个数据窗的m个非线性方程进行迭代求解，得到状态变量中未知参数的计算结果，基于所述结果实现对次同步振荡分量的辨识。
8、进一步地，所述状态变量的表达式具体为：
9、
10、其中，a0是直流分量，ak是第k个振荡分量的幅度，σk为阻尼系数，ωk为振荡频率，为第k个振荡分量的相位角。
11、进一步地，构建关于状态变量和时间的模型，具体为：
12、
13、其中，x(t)是一个关于t的时变状态变量向量，(t)表示关于t的参量。
14、进一步地，时变状态变量向量x(t)总共4n+1个元素，具体为：
15、
16、其中，n为振荡分量的总数。
17、进一步地，基于所述模型得到一组具有设定数量未知参数的m个非线性方程，具体为：
18、yi＝h(xi,ti)+ξi
19、
20、其中，i＝1,2,...m，m为非线性方程的总数；a0,i,ak,i,σk,i,ωk,i,ξk,i分别是第i个时间窗内经离散后第k个振荡分量的各参数，k＝1,2,...n，n为振荡分量的总数。
21、进一步地，基于所述结果实现对次同步振荡分量的辨识，具体为：
22、电力系统次同步振荡模型如下：
23、y(t)＝a·e(σ+j2πf)t
24、其中，a表示次同步振荡的振幅，f表示次同步振荡的频率，σ表示阻尼系数；基于状态变量中相应参数的计算结果，计算得到次同步振荡分量。
25、进一步地，还包括：对电力系统振荡信号进行fft处理，得到初始数据窗口中捕获的样本中的主导振荡分量的数量，从而确定牛顿迭代的初值。
26、在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
27、一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识系统，包括：
28、数据获取模块，用于获取电力系统振荡信号，所述振荡信号中包含工频稳态分量、次同步振荡分量和超同步振荡分量；
29、模型构建模块，用于基于电力系统在一发生次同步振荡时的状态方程，得到状态变量的表达式，构建关于状态变量和时间的模型；
30、次同步振荡辨识模块，用于采用滑动窗逻辑对信号的时间尺度进行表示，基于一个数据窗口中的m个样本数据，基于所述模型得到一组具有设定数量未知参数的m个非线性方程；采用牛顿迭代的方法对每一个数据窗的m个非线性方程进行迭代求解，得到状态变量中未知参数的计算结果，基于所述结果实现对次同步振荡分量的辨识。
31、在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
32、一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现指令；存储器用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法。
33、在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
34、一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
36、(1)本专利技术基于状态空间方程建立了含多分量的次同步振荡信号的向量估计数学模型，采用牛顿迭代的方法对模型进行求解，能够从包含多种振荡分量的瞬时信号中估计各振荡分量，实现次同步振荡分量的辨识。
37、(2)本专利技术在牛顿迭代算法中加入了滑动窗技术，使得该算法可以从实时信号中辨识振荡模式的主要信息，为振荡风险预警提供支撑。
38、本专利技术的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
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1.一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，所述状态变量的表达式具体为：
3.如权利要求2所述的一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，构建关于状态变量和时间的模型，具体为：
4.如权利要求3所述的一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，时变状态变量向量x(t)总共4n+1个元素，具体为：
5.如权利要求1所述的一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，基于所述模型得到一组具有设定数量未知参数的m个非线性方程，具体为：
6.如权利要求1所述的一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，基于所述结果实现对次同步振荡分量的辨识，具体为：
7.如权利要求1所述的一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，还包括：对电力系统振荡信号进行FFT处理，得到初始数据窗口中捕获的样本中的主导振荡分量的数量，从而确定牛顿迭代的初值
8.一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识系统，其特征在于，包括：
9.一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现指令；存储器用于存储多条指令，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-7任一项所述的基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法。
10.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-7任一项所述的基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，所述状态变量的表达式具体为：
3.如权利要求2所述的一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，构建关于状态变量和时间的模型，具体为：
4.如权利要求3所述的一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，时变状态变量向量x(t)总共4n+1个元素，具体为：
5.如权利要求1所述的一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，基于所述模型得到一组具有设定数量未知参数的m个非线性方程，具体为：
6.如权利要求1所述的一种基于牛顿迭代法的电力系统次同步振荡辨识方法，其特征在于，基于...
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