[发明专利]一种电力系统低频振荡模式参数辨识方法

权利要求书

1.一种电力系统低频振荡模式参数辨识方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A：读取电力系统中广域量测系统记录的电网联络线功率信号；

步骤B：将所述读取的功率信号进行处理获得相应的功率波动信号；

步骤C：将所述波动信号作为基于随机减量技术的输入信号，获得系统自由衰减响应信号；

步骤D：基于总体最小二乘旋转不变子空间参数估计方法，对所述自由衰减响应信号进行模式辨识，辨识出低频振荡模式频率和阻尼比。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述读取的功率信号进行处理获得相应的功率波动信号具体为：

将所述读取的功率信号通过数据预处理剔除异常数据，当数据出现缺失时用前一个正常数据填补缺失数据，利用减去数据均值的方法去除直流分量，得到数据长度为N的功率波动信号ΔP_ac，采样时间间隔为T_s 。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C：将所述ΔP_ac作为随机减量技术的输入信号，获得长度为L的系统自由衰减响应信号y(i)(i=1,2,……L)具体包括：

C1：根据式1计算ΔP_ac的标准差ΔP_std；

                                                              （1）

其中：Δ_ac是ΔP_ac的均值，N为测得数据个数；

C2：根据式2确定极值触发条件T_k参数，截取T_k时刻后长度为L的平稳零均值时序信号，记截取的第k个子样本函数记为Z_k(i)(i=1,2,……L，k=1,2,……K)；

           （2）

C3：根据式3计算基于所述子样本函数计算得出平稳零均值时序信号包含的系统自由衰减响应信号y(i)(i=1,2,……L)；

             （3）

根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D：基于总体最小二乘旋转不变子空间参数估计方法，对所述自由衰减响应信号进行模式辨识，辨识出低频振荡模式频率和阻尼比具体包括：

D1：利用所述自由衰减信号y中的数据y(1)， y(2)，……，y(L)构造Hankel数据矩阵X：

  （4）

其中，L为自由衰减响应数据长度，M=[L/ 2]，此处[??]表示向下取整数；

D2：对矩阵X进行奇异值分解：

 （5）

其中，表示奇异值分解；H表示共轭转置；U为矩阵X的左奇异值向量；V为矩阵X的右奇异值向量；∑为对角阵，对角元素为矩阵X的奇异值，，…，；max(L-M+1,M)表示取（L-M+1）、M中的较大的数；

D3：确定信号子空间的阶数p：

比较对角阵∑中的元素，找出满足的最小的整数i，取信号子空间的阶数p=i，使右奇异值向量矩阵，其中V_s为前p阶右奇异值向量信号子空间，V_n为右奇异值向量噪声子空间；

D4：令，，符号↑，↓分别表示矩阵删除矩阵的第1行和最后1行，构造矩阵[V₁,V₂]，并进行奇异值分解：

 （6）

其中，为矩阵[V₁,V₂]的左奇异值向量；为矩阵[V₁,V₂]的右奇异值向量；为对角阵，对角元素为矩阵[V₁,V₂]的奇异值；   

D5：将分成4个的分块矩阵：

 （7）

D6：计算-的特征值，下标j为特征值的序号；

D7：计算功率波动信号序列ΔP_ac中各振荡模式的频率、衰减系数和阻尼比：

 （8）

其中：为采样时间间隔，arg为取的角度，ln为取自然对数，Re表示取复数的实部。