[发明专利]一种次/超同步振荡信号的快速准确提取方法

说明书

本发明属于可再生能源电力系统运行监测技术领域，涉及一种次/超同步振荡信号的快速准确提取方法，通过提取各物联网设备母线电压和线路电流，对高频分量进行滤除，并且对次/超同步分量进行分离，进而对振荡分量的幅值与频率进行提取和辨识，得到振荡信息；设定监测阈值进行判断，从而获得是否需要报警的提示。本发明所提出的方法能够实时提取次同步振荡信号的频率，幅值等信息，避免因时间延时导致获取数据误差。提取次/超同步信号前，滤除其他信号，避免其他信号对提取次/超同步信号的干扰，提高了提取次/超同步信号的精度。

技术领域

本发明属于可再生能源电力系统运行监测技术领域，涉及一种次/超同步振荡信号的快速准确提取方法，具体涉及一种高比例可再生能源电力系统中次同步振荡的频率、幅值的实时在线提取方法。

背景技术

我国的电力系统将逐步进入高比例可再生能源的时代。大量的随机、不稳定的功率注入电力系统，会引起系统的宽频振荡问题，影响系统的稳定运行。另外，随着电力电子的高速发展，电力电子变流器也广泛应用，这也使得电力电子装置之间、电力电子装置与发电机之间变得复杂起来，在某些情况下会引起次同步振荡的发生。在将来的高比例可再生能源电力系统中，次同步振荡现象将更为普遍。为了保障电力系统运行的稳定性，对次同步振荡进行实时监测，快速准确监测到振荡的特征变得十分必要。未来的“泛在电力物联网”建设，着力于系统的“源-网-荷-储”各环节末梢，支撑数据采集和具体业务开展。目前常规的方式是通过广泛汇集各电力设备的信息，传输到数据处理中心中，监测电力系统的次同步振荡问题。

次同步振荡的监测按测量信号类型的不同分为两大类：一类是基于电气测量的次同步振荡监测，另一类是基于机械量测量的次同步监测。目前，这两类次同步监测装置，主要用于同步发电机的次同步振荡监测。对于风力发电机、光伏发电装置的次同步在线监测方法尚处于研究阶段。

基于PMU的间谐波测量方法是监测风电场次同步振荡的主要方法。PMU的同步性和快速性，为实现间谐波的产生、传播和分布规律的大面积在线监测提供了条件。已有国内外的相量测量方法主要包括离散傅里叶算法及其改进方法、高斯-牛顿法、最小二乘法等，上述方法用于测量额定频率附近的工频分量。现有的PMU算法无法满足监测引起次同步振荡事件的次/超同步间谐波的需求。

目前的振荡辨识技术大致可以分为两类:参数化辨识方法和非参数辨识方法，传统的监测方法由于每次辨识只能针对某种固定参数条件，无法快速实时更新辨识结果。为适应复杂电力系统中低频振荡辨识的需要，许多辨识方法都需逐渐改进。在次/超振荡发生后，需要在尽可能短的时间内监测到次同步振荡的准确信息，减少其他分量在监测过程中的影响。目前现有技术中还没有能够实现这一目标的快速准确提取算法。

发明内容

本发明针对传统次/超振荡监测中存在的问题提出一种新型的次/超同步振荡信号的快速准确提取方法，具体涉及一种高比例可再生能源电力系统中次同步振荡的频率、幅值的实时在线提取方法。

为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：

一种次/超同步振荡信号的快速准确提取方法，通过提取各物联网设备母线电压和线路电流，对高频分量进行滤除，并且对次/超同步分量进行分离，进而对振荡分量的幅值与频率进行提取和辨识，得到振荡信息；设定监测阈值进行判断，从而获得是否需要报警的提示。

上述次/超同步振荡信号的快速准确提取方法，步骤如下：

(1)通过低通滤波器滤除高次谐波

通过低通滤波器将次/超同步振荡信号存在的频段从原始信号中提取出来，滤除高次谐波，滤除高次谐波的公式如下：

其中N为长度，x(n-k)为时间序列，y(n)为输出序列，h(k)为单位脉冲序列；

(2)采样电流/电压信号的基频滤波