[发明专利]一种电力系统类噪声信号的低频振荡模式分层检测方法

摘要

本发明是将传统低频振荡集中运算方式改进成分布式运算方式，提出的一种电力系统类噪声信号的低频振荡模式分层检测方法，即将低频震荡监测功能布置在变电站层和调度中心层。变电站层利用本站的PMU数据进行局部的低频震荡检测和频谱估计，调度中心层根据变电站层发送的低频震荡结果数据进行综合估计。为了在调度中心层实现对变电站层低频震荡检测结果合成,首先对全系统所有PMU数据进行辨识，然后采用最小二乘支持向量机（LSSVM）与变电站层的低频振荡检测结果进行拟合，最后可以仅根据变电站上传的低频振荡结果对全系统进行快速综合判断，确定整个系统的区间振荡模式和本地振荡模式。

主权项

1.一种电力系统类噪声信号的低频振荡模式分层检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用变电站站内的PMU采集数据，以及估计相邻变电站的电压幅值和相角参数进行局部的低频振荡检测；具体为运用均匀传输线和线路集中参数估计相邻变电站的电压幅值和相角，以及采用频域分解法计算局部振荡频率和阻尼比，具体是基于长距离输电线采用均匀传输线模型和以下定义：变电站采集自身的节点状态信息，包括节点电压幅值和节点电压相角；利用联络线的参数可以计算与该变电站相连的相邻变电站的电压向量参数；定义本地母线电压UM,线路电流IM，L0、C0、R0、G0分别为输电线路单位长度的单相电感、电容、导线电阻、导线对地泄漏电导，ω为系统角频率；计算相邻变电站母线电压UN、电流IN的方程为长距离输电线采用均匀传输线模型其中传播系数γ和特征阻抗Zc分别为：当线路长度小于100km时，可采用集中参数估计相邻变电站的母线电压其中Zl为线路阻抗；其中，采用频域分解法计算局部振荡频率和阻尼比的具体方法是：利用本地变电站采集到的PMU数据，和计算得到的相邻变电站的电压、电流、功率数据，作为本地测量的输出数据，可以进行本地的低频振荡检测；变电站内低频振荡检测与传统的控制中心集中采集检测方法相同；由此可以得到变电站i内的检测结果，包括ni个振荡频率fi,j(j＝1,...,ni)，阻尼比ζi,j(j＝1,...,ni)；步骤2，控制中心运用最小二乘支持向量机对变电站的低频振荡估计结果和全局低频振荡估计结果进行训练和拟合，具体是利用变电站的低频振荡检测结果和控制中心全局PMU数据的检测结果作为样本，训练最小二乘支持向量机(LSSVM)；变电站的低频振荡检测算法和控制中心全局PMU数据的检测算法一致，只是计算量不同；采用最小二乘支持向量机(LSSVM)算法进行机器学习；LSSVM优化指标采用的平方项，运用等式约束代替标准支持向量机的不等式约束，将标准支持向量机中的求解二次规划问题转化为求解线性问题，可简化计算复杂度，提高计算速度；LSSVM采用结构风险最小化准则，使用核函数解决非线性回归问题，假设(xi,yi),i＝1,2,…N是给定的数据集合，此时输入向量xi为各变电站对同一频率的低频振荡检测结果的阻尼比，yi为控制中心根据全系统PMU检测到的同频率下阻尼比，满足条件x∈Rn,y∈R，对于非线性的样本输入向量xi，因此将建立n个LSSVM支持向量机，其中，n为所有变电站检测到的低频振荡频率个数，为剔除虚假模态，以下采用模态幅值相干系数指标对同一模态的频率进行识别；步骤3，控制中心直接利用变电站的低频振荡检测结果和已经训练完成的最小二乘支持向量机进行全系统的低频振荡检测。