[发明专利]一种用于电力系统动态过程中信号特征的提取方法

说明书

本发明公开了一种用于电力系统动态过程中信号特征的提取方法，包括：采集并将电力系统PCC点处的三相瞬时信号变换为αβ轴电压分量；然后将其经过锁幅锁相提取出瞬时幅值和瞬时频率，再将瞬时幅值分别通过滤波提取出其中的稳态幅值及扰动对应的幅值调制量，同时将瞬时频率分别通过滤波提取出其中的稳态频率及扰动对应的频率调制量；将幅值调制量和频率调制量分别经过数字滤波，得到正序旋转矢量的αβ轴分量；将该αβ轴分量均乘以2后，再分别通过锁幅锁相提取出信号调制模态的幅值频率。本发明提取出的信号特征包括稳态幅值频率及信号调制模态的幅值频率，能准确反映出系统动态过程中交流电气量特征变化情况及规律。

技术领域

本发明属于电力系统稳定控制技术领域，更具体地，涉及一种用于电力系统动态过程中信号特征的提取方法。

背景技术

目前，电力系统信号分析方法分为以下几种：傅里叶变换直接将信号视为多种幅值频率恒定的信号的加和；Prony算法将信号分解为不同频率、幅值及衰减阻尼的复指数函数的线性组合；短时傅里叶变换及小波分析，通过改变时间窗口大小，刻画信号在每个较短时间段的幅值频率，近似刻画信号在总的时间内的频率变化情况。然而，以上信号分析方法均未认识到电力系统动态过程中信号特征是稳态幅值频率及幅值频率上扰动调制量的幅值频率，难以描述电力系统动态过程中交流电气量特征变化情况及规律，使系统中控制参数设计及附加阻尼控制实施等优化措施受到阻碍。

因此，如何正确提取电力系统动态过程中的信号特征是亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供了一种用于电力系统动态过程中信号特征的提取方法，提取出的信号特征包括稳态幅值频率及信号调制模态的幅值频率，能准确反映出系统动态过程中交流电气量特征变化情况及规律，有利于对系统振荡进行监测和预警，并有效指导控制器参数设计以及附加阻尼控制实施等系统优化措施的开展。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于电力系统动态过程中信号特征的提取方法，包括如下步骤：

(1)采集电力系统公共连接点处的三相电压瞬时信号，并将所述三相电压瞬时信号进行两相静止坐标系变换为αβ轴电压分量u_α和u_β；

(2)将所述αβ轴电压分量u_α和u_β经过锁幅锁相，提取出三相电压瞬时信号对应的内电势旋转矢量的瞬时幅值A(t)和瞬时频率w(t)，然后将所述瞬时幅值A(t)分别通过低通滤波、高通滤波提取出其中的稳态幅值A₀及扰动对应的幅值调制量并将所述瞬时频率w(t)分别通过低通滤波、高通滤波提取出其中的稳态频率w₀及扰动对应的频率调制量

(3)将所述幅值调制量和频率调制量分别经过数字滤波，得到幅值调制量和频率调制量对应的正序旋转矢量的αβ轴分量；

(4)将幅值调制量中对应的正序旋转矢量的αβ轴分量乘以2后，再通过锁幅锁相提取出幅值振荡的幅值频率A_A和w_A，同时将频率调制量中对应的正序旋转矢量的αβ轴分量乘以2后，再通过锁幅锁相提取出频率振荡的幅值频率A_w和w_w，所述稳态幅值A₀、稳态频率w₀、幅值振荡的幅值频率A_A和w_A、频率振荡的幅值频率A_w和w_w构成该电力系统动态过程中的信号特征。

本发明提供的用于电力系统动态过程中信号特征的提取方法，通过对电力系统动态过程中交流电压电流的形成演化过程分析，认识到系统动态过程中信号的幅频调制机制，通过锁幅锁相获取瞬时幅值A(t)和瞬时频率w(t)，并通过低通、高通以及数字滤波得到幅频调制信号的所有特征，可准确地反映系统动态过程中交流电气量特征变化情况及规律，有利于对系统振荡进行监测和预警，并有效指导控制器参数设计以及附加阻尼控制实施等系统优化措施的开展。