[发明专利]一种电力系统低频振荡扰动源定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及定位电力系统低频振荡扰动源的技术领域，尤其是指一种电力系统低频振荡扰动源定位方法。

背景技术

电力系统低频振荡问题属于电力系统动态稳定范畴，最早于上世纪60年代末提出，经过大约半个世纪的发展，国内外相关学者在低频振荡发生机理、分析及辨识方法、控制方法和措施等方面进行了广泛的研究，对电力系统低频振荡问题的认识获得了很大的进步。同时，由于问题的复杂性，目前在我国实际电网中，低频振荡事件仍时有发生。电力系统低频振荡仍然是威胁我国互联电网安全稳定运行的重要问题之一。

电网发生低频振荡后，及时地锁定扰动源，对调度员分析振荡的起因极为重要。目前，基于同步向量测量(Phasor Measurement Unit，PMU)的广域测量系统(Wide Area Measurement System，WAMS)已建设完成，为提高电网安全稳定的自动监视和控制水平构建了一个崭新的技术平台。借助于WAMS系统的数据录波功能，针对电网低频振荡的参数辨识方法已经有了大量的研究成果，但迄今为止，有关低频振荡扰动源定位方法的研究成果并不多见。当前应用于电网低频振荡的参数辨识方法在扰动源定位问题上的作用也微乎其微。

近年来，有一些学者提出了基于能量函数分析法的低频振荡扰动源定位方法，这种方法主要是依据强迫功率振荡共振稳态时线性化系统中的能量转换特性来定位扰动源。从理论上讲，这种方法只适用于强迫功率振荡这种特殊的低频振荡形式，而且其对扰动源的定位只能识别强迫功率振荡扰动源的大致方向或位置，不能识别出引起强迫功率振荡的具体的扰动。

Stockwell等人在1996年提出了S变换(S-transform)方法。S变换是由连续小波变换(CWT)和短时傅立叶变换(STFT)结合发展起来的一种时频分析方法，其引入了宽度与频率成反向变化的高斯窗，具有与频率相关的分辨率。由于S变换具有良好的时频特性，已有学者将其应用于低频振荡的实时监测中。但还未见到公开的低频振荡扰动源定位方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于S变换和扰动时间相关性分析的电力系统低频振荡扰动源定位方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种电力系统低频振荡扰动源定位方法，包括以下步骤：

1)借助于WAMS系统的数据录波功能，获取实时监测的有功功率信号及其S变换图像，依据S变换图像判断电网是否发生低频振荡，如下：

有功功率信号x(t)的S变换定义为：

S(τ,f)=∫-∞∞x(t)(|f|2πe-(t-τ)2f22)e-i2πftdt;]]>

式中，t为时间，f为频率，τ为高斯窗的中心，i为虚数单位；

利用快速傅立叶变换实现S变换快速计算，其离散形式为：