基于改进FIRE滤波技术和Prony算法的低频振荡模式辨识研究

提出一种改进FIRE(Fuzzy Inference Ruled by Else-action)滤波和改进Prony法相结合的低频振荡模式辨识方法.该方法用改进后具有检测层和调整层的FIRE滤波技术对数据进行快速预处理,再用改进Prony法对滤波后的信号进行分析得到电力系统的低频振荡模式.将该方法分别用于分析试验信号和IEEE 4机系统振荡信号,并同带有传统模糊滤波器的Prony分析结果比较可以看出,改进后的方法可将低频振荡的主导模式在一定的噪声环境下比较准确和快速的辨识出来,且辨识的阶数更接近于实际阶数,验证了其可靠性和实用性.     

Prony算法的低频振荡主导模式识别

从Prony算法拟合阶数和数据预处理对主导振荡模式的有效识别进行了探讨.在分析归一化比值法和归一化奇异值法2个不同的拟合阶数判据的基础上,提出了应用基于数量级概念的归一化奇异值法阈值进行拟合阶数的确定.算例表明按相对变化大于3个数量级的阈值定阶能有效识别低频振荡的主导模式且计算量相对较小.应用快速且易实现的有限脉冲响应滤波方法进行高频噪声的滤波,能适用于Prony分析中的数据处理,有效识别主导振荡模式.用不同类型的样本数据对以上研究进行了仿真,仿真结果验证了其有效性.     

Prony算法在电网广域测量系统主站软件设计中的应用

本文简述了电网广域测量系统主站功能和结构以及主站软件的监测与分析功能,给出Prony算法拟合效果的评判指标,同时阐述将matlab工具箱中Prony算法与C++Builder混合编程的方法,最后利用广域测量系统主站软件对仿真数据进行分析及评判,找出系统的主导振荡模式。     

基于广域测量类噪声信号的节点间振荡相位辨识

弱阻尼低频振荡是影响互联电网安全稳定运行的主要因素,节点间相位关系是表征系统振荡特性的重要参数之一。大量广域实测数据表明,因负荷的随机变化,电网内持续存在类似噪声信号的小幅波动,提出采用自回归滑动平均法对这种类噪声信号进行处理。基于ARMA模型对应Green函数系数与低频振荡模态之间的比例关系,实现对节点间相位关系的估计。将该方法用于对新英格兰系统仿真数据进行处理,辨识结果与小干扰稳定计算结果一致,并进一步将该方法用于处理南方电网实测数据,证明其能有效辨识节点间振荡相位关系。     

基于能量偏移理论的电力系统低频振荡分析

笔者提出了一种基于能量系数分析区分析间低频振荡的新方法:通过构造能量函数,提出了能量系数的概念,并根据当前工况下的能量系数来分析低频振荡;同时提出了模式能量的概念,来分析两台发电机之间的能量交换行为.通过分析4机2区域电力系统实例,证明了该方法在电力系统低频振荡分析中的正确性和有效性.     

电力系统低频振荡在线辨识的改进Prony算法

研究在线的振荡特征辨识算法是实现电力系统低频振荡在线监视以及广域阻尼控制的重要理论基础。广域测量系统的发展和应用使得低频振荡的在线辨识成为可能。该文提出了一种用于在线分析电力系统低频振荡的改进Prony算法,该算法针对输入信号的实际阶数和线性预测参数的估计进行了综合改进。经过算法时间复杂度的分析,证明改进算法提高了计算速度。计算机仿真和动模实验结果表明,改进算法能够得到更符合系统实际阶数的降阶模型,分析计算占空比小于4%,满足在线低频振荡辨识和系统振荡特性分析的需要。     

基于VP和Prony算法的电力系统低频振荡模式识别

研究低频振荡特征辨识算法是实现电力系统低频振荡监视的重要理论基础。文章基于Prony算法,结合变量投影(VP),采用奇异值分解(SVD),应用可分离最小二乘,辨识出Prony算法数学模型参数,不仅避免了传统Prony算法矩阵求逆困难和误差较大的问题,而且降低了参数空间的维数,简化了搜索空间的拓扑结构,增强了模式识别的抗噪性能和运算速度。仿真结果表明,该算法提高了电力系统低频振荡模式识别的效率和精度。     

霍尔推进器低频振荡分析与处理

为更好地研究霍尔推进器中的低频振荡现象,采用高速相机成像诊断系统进行霍尔推进器放电形貌图像数据采集,运用Matlab图形处理工具和相关函数,对不同真空压力下得到的推进器放电连续高分辨图像进行自动处理.实验结果表明,该方法能很好地分析霍尔推进器低频振荡的2个关键模式:呼吸模振荡和辐条振荡;随气压的增加,呼吸模振荡和辐条振荡的频率发生明显变化.与传统的霍尔推进器低频振荡诊断方法相比,该方法具有使用方便、设备安装简单等优点,为研究推进器低频振荡提供了一种新的观测和数据分析处理方法.     

基于子空间法的电力系统低频振荡辨识

该文提出了一种应用于电力系统低频振荡在线辨识的子空间辨识算法,通过输入激励信号和输出响应信号的采样,对系统低频振荡进行辨识.在四机两区域系统上,对低频振荡辨识结果和小干扰计算结果进行对比,辨识结果误差较小,具有较高辨识精度,因此子空间法对电力系统低频振荡的在线辨识具有较好效果.     

考虑噪声的电力系统低频振荡辨识方法

针对电力系统低频振荡辨识过程中广域测量信号经过滤波器产生色噪声干扰的问题,提出了一种基于矩阵协方差(COV)、二阶导数定阶法与总体最小二乘-旋转不变技术参数估计(TLS-ESPRIT)算法相结合的电力系统低频振荡辨识方法.首先将采集的信号通过带通滤波器去除趋势项和高频噪声,然后构造样本矩阵的协方差矩阵作为新的样本去除色噪声的影响,再通过TLS-ESPRIT算法进行模态辨识,在定阶问题上采用提出的二阶导数法定阶,使定阶具有自适应性,无须人为指定阈值.仿真结果表明:COV-TLS-ESPRIT算法相比其他方法具有抗噪性能好、拟合精度高等优点,可从噪声环境中准确地辨识出系统的主导模态,具有较强的实用性,能够实现在线辨识.     

基于励磁系统滞后特性的电力系统稳定器参数设计

提出一种基于励磁系统滞后特性的电力系统稳定器参数设计方法,根据发电机的Heffron-Philips模型和电力系统稳定器(PSS)的补偿原理,推导了励磁系统滞后特性与各状态变量之间的关系,通过分析和计算现场实测扰动状态数据,得到PSS应该补偿的大致相角及增益,并在此基础上设计了PSS参数。相比于留数法,文中方法无需知道系统传递函数,方法简单有效,通过对四区两机实验仿真,结果表明该方法能够设计出较合理的参数,可有效抑制电力系统低频振荡。     

基于PSASP的多机系统PSS选址及仿真研究

为了使PSS抑制系统低频振荡的效果达到最优,PSS安装地点的选址必须经过严格的选择。只有通过合理选址,才能有效增强对相应振荡模式的阻尼。基于PSASP对两区域四机系统进行小干扰稳定计算,对仿真得到的系统特征值及机电回路相关比等参数分析,然后得到低频振荡模式,利用参与因子法原理选取PSS有效安装地点,仿真结果表明使低频振荡得到了很好的抑制。     

水火电联合系统中水轮机及其调速系统对低频振荡的影响

以水火电三机联合系统为例,提出了多机系统的低频振荡研究模型,综合考虑了励磁调节系统、汽轮机调速系统和水轮机及其调速系统的作用,对不同状态下的特征根进行了比较,并做了振荡模式的相关性和灵敏度分析,结果表明了水轮机及其调速系统对电力系统低频振荡模式的影响不可忽略.     

基于Prony算法的暂态电能质量扰动信号分析

针对电能质量扰动信号特性,提出了一种基于Prony方法的信号分解算法.该方法将指数变换的时频特性与暂态信号特性描述相结合,可以提供各种分量的特征指标,如频率、幅值、相位等,利用最小二乘法得到高精度的拟合,并对暂态电能质量扰动的仿真信号和实测信号进行了分析.结果表明,Prony算法在暂态电能质量扰动信号分析中,可提供有效、准确的分析结果.     

基于实测数据的机载波谱仪斑点噪声估算方法

针对斑点噪声和雷达响应函数影响波谱仪测浪结果的问题,基于机载波谱仪挂飞试验的实测数据,提出了一种斑点噪声估算方法.该方法采用最小二乘拟合高斯函数参数,估算斑点噪声和雷达响应函数.利用估算结果对海浪调制谱进行修正,分析斑点噪声和雷达响应函数对测浪结果的影响.结果表明,斑点噪声修正使有效波高值平均减小12%;雷达响应函数修正将使有效波高值平均减小2.9%,证明了斑点噪声修正对于估算波浪谱相关物理量的必要性和本文提出估算方法的有效性.      

基于小波尺度相关的船舶轴频电场检测方法

为了提高低信噪比下对海水中被衰减的轴频电场信号的检测能力,提出一种基于小波尺度相关的船舶轴频电场检测算法.首先,使用小波变换对信号进行分解,并对噪声能量进行估计;然后,利用小波尺度相关对噪声和信号进行分离,并采用均值滤波降低小波系数平移的干扰;最后,提取最大尺度的相关系数作为特征值,对信号进行滑动检测.通过该算法和小波熵算法对实测数据和仿真数据进行处理和对比分析,结果表明:此算法在低信噪比情况下具有更高的稳定性和更好的检测效果.     

电力系统低频振荡分析中同型多机的等值简化

提出了一种并列运行同型多台发电机的等值方法,以简化多机电力系统低频振荡问题的分析.该方法对系统状态矩阵进行相似变换,得到分块上三角或下三角矩阵,使原系统特征值可以通过主对角线上一系列相互独立的低维矩阵求得.基于此理论,同型多机系统可以等值为厂间模式子系统和厂内局部模式子系统.厂间模式子系统为一台等值发电机与电网连接,而厂内局部模式子系统仅和机组本身相关.这种等值简化方法可以有效降低系统矩阵的维数,并保留了原系统的全部特征值信息.算例结果证明了该方法的正确性.     

SVC附加控制抑制电网低频振荡的研究

针对静止无功补偿器（SVC）在抑制电网低频振荡方面的理论和应用进行了研究。基于电力系统分析综合程序（PSASP）]仿真软件,用该仿真软件提供的用户自定义功能构造了SVC附加控制模型,运用时域仿真和特征值分析方法对IEEE-4机两区域电力系统的低频振荡模式和阻尼特性进行了仿真和分析,可以改善电力系统的电压稳定性和暂态为稳定性,同时可以使电网获得较好的阻尼,从而较好地抑制了电网的低频振荡。     

异步化汽轮发电机对电力系统低频振荡的抑制

针对异步化汽轮发电机阻尼特性,提出了在电力系统中采用异步化汽轮发电机部分取代传统同步发电机来抑制低频振荡的理论.分析了电力系统产生低频振荡的原因,研究了异步化汽轮发电机的阻尼特性.以一典型两机两区域系统为例,对异步化汽轮发电机抑制电力系统低频振荡的效果进行了仿真分析,仿真结果进一步表明在电力系统中引入异步化汽轮发电机,能改善系统的动暂态运行特性,并能有效抑制电力系统的低频振荡.     

基于复合稀疏去噪的沙漠地震噪声消减

沙漠地震噪声既含有低频噪声又含有高斯白噪声,一般方法很难同时去除这两种噪声,针对此问题提出了使用复合稀疏去噪同时压制沙漠地震噪声中的低频噪声和高斯白噪声的方法。在复合稀疏去噪中将平方损失作为损失函数的保真度约束,将信号和信号一阶导数的 L1 范数作为损失函数的稀疏约束,然后通过最小化损失函数去除信号中的高斯白噪声。为同时去除低频噪声,复合稀疏去噪中联合使用了低通滤波器,即可一次性去除低频噪声和高斯白噪声。分别对模拟地震数据和实际地震数据进行仿真实验,实验表明该方法可有效地同时压制沙漠地震数据中的低频噪声和高斯白噪声,复合稀疏去噪的保幅略好于带通滤波器,去噪后带通滤波器会产生较严重失真,而复合稀疏去噪的失真较小。