[发明专利]基于IIR数字滤波和ESPRIT辨识算法的电力系统低频振荡检测方法

权利要求书

1.一种基于IIR数字滤波和ESPRIT辨识算法的电力系统低频振荡检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：利用广域测量系统对电力系统的输出功率信号进行在线实时监测并记录；

S2：使用无限脉冲响应数字滤波技术对实测信号数据进行滤波处理；

S3：判断滤波后的数据中是否存在异常数据，如果存在异常数据，采用七点二阶算法前推差分算式对滤波后的异常数据进行剔除，再利用多项式插值方法补正被剔除的异常数据，滤去直流分量，如果不存在异常数据，直接滤去直流分量；

S4：利用旋转不变技术的信号参数估计对处理之后的信号数据进行参数估计，得到信号的振荡信息；

S5：根据步骤S4中对实测信号的参数估计结果，判断系统是否发生低频振荡；

步骤S5中，利用实测信号的参数估计结果，判断系统是否发生低频振荡的方法包括以下步骤：

S501：连续保存ESPRIT辨识得到的数据序列信息；

S502：判断连续数据序列信息的频率的相差是否小于一设定频率阈值，波动幅值是否均小于一设定幅值阈值，以及

如果连续得到的数据序列信息频率相差小于设定频率阈值、并且波动幅值大于设定幅值阈值，判断连续数据序列信息的衰减系数是否恒小于一设定衰减阈值；

S503：根据判断结果向调度发出警告信息、或者继续检测。

2.根据权利要求1所述的基于IIR数字滤波和ESPRIT辨识算法的电力系统低频振荡检测方法，其特征在于，步骤S2中，使用无限脉冲响应数字滤波技术对实测信号数据进行滤波处理的方法包括以下步骤：

S201：将给定的数字滤波器的性能指标，按照冲激响应不变法规则转换成相应的模拟滤波器的性能指标；

S202：根据得到的模拟低通滤波器的性能指标，利用巴特沃斯滤波器设计并查表求得此模拟低通滤波器的系统函数；

S203：利用与步骤S202中的同一变换规则，将模拟低通滤波器的系统函数最终转变成所需的数字型滤波器的系统函数。

3.根据权利要求1所述的基于IIR数字滤波和ESPRIT辨识算法的电力系统低频振荡检测方法，其特征在于，步骤S3中，异常数据的处理与直流分量滤除的方法包括以下步骤：

S301：读取滤波处理后的数据；

S302：利用七点二阶算法前推差分算式检验异常数据；

S303：若符合异常数据要求，则对该数据进行剔除；

S304：利用多项式插值方法补正被剔除的异常数据；

S305：滤去数据的直流分量。

4.根据权利要求1所述的基于IIR数字滤波和ESPRIT辨识算法的电力系统低频振荡检测方法，其特征在于，步骤S4中，利用旋转不变技术的信号参数估计对处理之后的信号数据进行参数估计，得到信号的振荡信息的方法包括：

S401：根据处理后数据序列x₀，x₂，…，x_n-1构造Hankel矩阵X；

S402：对矩阵X进行奇异值分解得到信号子空间V_S；

S403：根据V_S构造X的降维信号子空间并进行奇异值分解；

S404：求得变换矩阵ψ_TLS，进而求出变换矩阵的特征值λ_p；

S405：根据λ_p估计信号中振荡分量的频率，幅值，相位和衰减系数。

5.根据权利要求1所述的基于IIR数字滤波和ESPRIT辨识算法的电力系统低频振荡检测方法，其特征在于，步骤S503中，根据判断结果向调度发出警告信息、或者继续检测的方法包括：

S521：如果连续得到的数据序列信息频率相差小于设定频率阈值、波动幅值大于设定幅值阈值，并且衰减系数大于设定衰减阈值，则向调度发出警告信息，否则继续检测。

6.根据权利要求1或者5中所述的基于IIR数字滤波和ESPRIT辨识算法的电力系统低频振荡检测方法，其特征在于，所述设定幅值阈值为2％pu，所述设定衰减阈值为-0.7。