[发明专利]基于Prony算法和病态数据分析的电网低频振荡检测方法

摘要

一种基于Prony算法和病态数据分析的电网低频振荡在线检测算法，首先，将预处理得到的信号输入6～20点的缓存窗口，之后计算最小二乘法矩阵系数，将得到的矩阵特征值进行比较，根据特征值之间的关系判断矩阵是否为病态矩阵，如果为病态矩阵则滤除此组数据，否则采用最小二乘法求矩阵继续求解广义解，最后根据广义解求得低频振荡信号的参数；可以实时准确估计电网低频振荡的幅值、相角、衰减系数，这些参数估计出的信号可以用于线性预测和抑制低频振荡。此方法可操作性强，对信号噪声不敏感，相应速度较快，有经济和实用价值。

主权项

1.一种基于Prony算法和病态数据分析的电网低频振荡在线检测方法，首先，STATCOM装置A检测电网电压接入点的三相电压信号和电流信号，经过功率计算模块B算出实时功率P，实时功率P信号进入低频振荡识别模块G，低频振荡识别模块G计算出功率波动量ΔP，最后将ΔP信号作为STATCOM装置A调节无功指令的参考值输出执行；所述的低频振荡识别模块G包括信号预处理模块C、改进Prony算法D、信号重构模块E三部分，所述的信号预处理模块C负责计算实时功率信号，并将信号中的高频噪声滤除；信号重构模块E用于将辨识所得的信号输出，利用改进Prony算法模块D辨识得到的参数，重绘P信号中低频振荡成分；改进Prony算法模块D是核心部分，首先，将预处理得到的信号输入6～20点的缓存窗口，之后计算最小二乘法矩阵系数，将得到的矩阵特征值进行比较，根据特征值之间的关系判断矩阵是否为病态矩阵，如果为病态矩阵则滤除此组数据，否则采用最小二乘法求矩阵继续求解广义解，最后根据广义解求得低频振荡信号的参数；具体过程如下：根据实时功率信号P采样序列Y(n)构造最小二乘法求解矩阵，采用Prony算法：Y^TYx＝Y^Tb              (1)定义矩阵病态系数ρ，如果病态矩阵系数ρ在0.95～1.05之间，则认为特征值相差较大，这是一组病态数据，剔除这组数据，跳过本次计算；如果病态矩阵系数不在0.95和1.05之间则继续如下计算；求得模态计算二阶方程，μ设为振荡方程的特征根，得如下公式：μ²‑(x₁‑1)μ+x₂＝0            (4)振荡参数计算方程，求μ的对数，σ为特征根的实部，ω为特征根的虚部。