一种次同步振荡传播关键影响因素识别方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种次同步振荡传播关键影响因素识别方法及系统，属于电力系统及其自动化领域，基于CEEMDAN

【技术实现步骤摘要】
一种次同步振荡传播关键影响因素识别方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统及其自动化领域，特别是涉及一种次同步振荡传播关键影响因素识别方法及系统。

技术介绍

[0002]风电场在电力系统电源侧广泛投建，其与传统设备完全不同的动态响应特性会重塑系统的动态行为，引发次同步振荡问题。同时由于电力资源分布与需求的逆向分布，负荷中心与可再生能源丰富地区相距甚远，为解决供电用电需求，建设了大规模的交直流混联电网。随着大规模风电外送经由交直流线路输送功率，各区域电网之间联系加强，导致振荡能量会经由联络线在各区域电网之间传播，导致振荡传播的影响范围进一步扩大。而直流输电在新型电力系统要求下将逐步扩大应用范围，其电力电子装置控制系统会与新能源场站相互作用从而引发新的振荡问题，新能源场站设备与交直流电网之间的相互作用较为复杂，其传播影响因素对于电网安全可靠运行具有重大影响。
[0003]目前在次同步振荡的研究中，关于次同步振荡在电网中传输规律的问题尚有不足，研究的场景较为狭隘，多数是进行局部传播规律的研究，针对次同步振荡的全局性问题的研究尚缺少相关理论支撑，故考虑多因素次同步振荡传播的关键影响因素的识别具有重要的意义，有利于及时切除振荡源、维持新型电力系统的安全稳定。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种次同步振荡传播关键影响因素识别方法及系统，以识别次同步振荡传播关键影响因素，在次同步振荡发生时更有效的识别、抑制次同步振荡源。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种次同步振荡传播关键影响因素识别方法，包括：
[0007]以交直流线路参数中的任意一种参数为识别对象，多次调整所述识别对象的值，并在每次调整后获得所述识别对象对应的一组交直流线路有功功率信号；一组交直流线路有功功率信号包括交直流线路上不同位置处的有功功率信号；
[0008]对所述识别对象对应的每个有功功率信号进行CEEMDAN分解，获得每个有功功率信号的多个IMF分量；
[0009]根据每个有功功率信号的多个IMF分量，采用Prony算法分析每个有功功率信号对应的系统阻尼比；
[0010]根据每个位置处的多个系统阻尼比和所述识别对象多次调整的值，利用相关性评价组合模型，确定用于度量每个位置与所述识别对象相关性的评价指标；
[0011]从用于度量每个位置与所有识别对象相关性的评价指标中选取处于评价指标阈值范围内的评价指标，并将选取的评价指标对应的识别对象作为每个位置发生次同步振荡时的关键影响因素。
[0012]可选的，所述对所述识别对象对应的每个有功功率信号进行CEEMDAN 分解，获得
每个有功功率信号的多个IMF分量，具体包括：
[0013]向有功功率信号中多次加入高斯白噪声信号；
[0014]在每次加入高斯白噪声信号后进行一次EMD分解，获得多个模态分量；
[0015]将多个模态分量的平均值作为本征模态分量；
[0016]计算有功功率信号去除第一个本征模态分量后的残差，并判断所述残差是否为单调函数，获得判断结果；
[0017]若所述判断结果表示否，则在残差中多次加入经EMD分解后的高斯白噪声信号，并将所述残差替换所述有功功率信号，同时返回步骤“在每次加入高斯白噪声信号后进行一次EMD分解，获得多个模态分量”；
[0018]若所述判断结果表示是，则输出所有的本征模态分量，作为每个有功功率信号的多个IMF分量。
[0019]可选的，所述对所述识别对象对应的每个有功功率信号进行CEEMDAN 分解，获得每个有功功率信号的多个IMF分量，之后还包括：
[0020]计算每个IMF分量与每个IMF分量对应的有功功率信号的相关系数；
[0021]将相关系数小于相关系数阈值的IMF分量确定为目标去噪IMF分量；
[0022]采用小波阈值去噪方法对每一个目标去噪IMF分量进行去噪，获得去噪后的IMF分量；
[0023]将每个有功功率信号的所有去噪后的IMF分量和每个有功功率信号的未去噪IMF分量合并重构，获得每个去噪后的有功功率信号。
[0024]可选的，所述根据每个有功功率信号的多个IMF分量，采用Prony算法分析每个有功功率信号对应的系统阻尼比，具体包括：
[0025]根据每个有功功率信号的多个IMF分量，采用Prony算法确定次同步振荡频率下的特征值；
[0026]根据次同步振荡频率下的特征值，利用公式确定每个有功功率信号对应的系统阻尼比；其中，λ
i
表示次同步振荡频率下的特征值，ξ表示系统阻尼比，ω
i
表示振荡角频率。
[0027]可选的，所述根据每个位置处的多个系统阻尼比和所述识别对象多次调整的值，利用相关性评价组合模型，确定用于度量每个位置与所述识别对象相关性的评价指标，具体包括：
[0028]根据每个位置处的多个系统阻尼比和所述识别对象多次调整的值，利用相关性评价组合模型，分别计算皮尔逊相关系数、斯皮尔曼相关系数和互信息量；
[0029]对每个位置对应的皮尔逊相关系数、斯皮尔曼相关系数和互信息量进行加权求和，获得用于度量每个位置与所述识别对象相关性的评价指标。
[0030]一种次同步振荡传播关键影响因素识别系统，包括：
[0031]信号获取模块，用于以交直流线路参数中的任意一种参数为识别对象，多次调整所述识别对象的值，并在每次调整后获得所述识别对象对应的一组交直流线路有功功率信号；一组交直流线路有功功率信号包括交直流线路上不同位置处的有功功率信号；
[0032]分解模块，用于对所述识别对象对应的每个有功功率信号进行CEEMDAN 分解，获
得每个有功功率信号的多个IMF分量；
[0033]分析模块，用于根据每个有功功率信号的多个IMF分量，采用Prony算法分析每个有功功率信号对应的系统阻尼比；
[0034]评价指标确定模块，用于根据每个位置处的多个系统阻尼比和所述识别对象多次调整的值，利用相关性评价组合模型，确定用于度量每个位置与所述识别对象相关性的评价指标；
[0035]识别模块，用于从用于度量每个位置与所有识别对象相关性的评价指标中选取处于评价指标阈值范围内的评价指标，并将选取的评价指标对应的识别对象作为每个位置发生次同步振荡时的关键影响因素。
[0036]可选的，所述分解模块，具体包括：
[0037]噪声加入子模块，用于向有功功率信号中多次加入高斯白噪声信号；
[0038]EMD分解子模块，用于在每次加入高斯白噪声信号后进行一次EMD分解，获得多个模态分量；
[0039]平均子模块，用于将多个模态分量的平均值作为本征模态分量；
[0040]判断子模块，用于计算有功功率信号去除第一个本征模态分量后的残差，并判断所述残差是否为单调函数，获得判断结果；
[0041]循环子模块，用于若所述判断结果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种次同步振荡传播关键影响因素识别方法，其特征在于，包括：以交直流线路参数中的任意一种参数为识别对象，多次调整所述识别对象的值，并在每次调整后获得所述识别对象对应的一组交直流线路有功功率信号；一组交直流线路有功功率信号包括交直流线路上不同位置处的有功功率信号；对所述识别对象对应的每个有功功率信号进行CEEMDAN分解，获得每个有功功率信号的多个IMF分量；根据每个有功功率信号的多个IMF分量，采用Prony算法分析每个有功功率信号对应的系统阻尼比；根据每个位置处的多个系统阻尼比和所述识别对象多次调整的值，利用相关性评价组合模型，确定用于度量每个位置与所述识别对象相关性的评价指标；从用于度量每个位置与所有识别对象相关性的评价指标中选取处于评价指标阈值范围内的评价指标，并将选取的评价指标对应的识别对象作为每个位置发生次同步振荡时的关键影响因素。2.根据权利要求1所述的次同步振荡传播关键影响因素识别方法，其特征在于，所述对所述识别对象对应的每个有功功率信号进行CEEMDAN分解，获得每个有功功率信号的多个IMF分量，具体包括：向有功功率信号中多次加入高斯白噪声信号；在每次加入高斯白噪声信号后进行一次EMD分解，获得多个模态分量；将多个模态分量的平均值作为本征模态分量；计算有功功率信号去除第一个本征模态分量后的残差，并判断所述残差是否为单调函数，获得判断结果；若所述判断结果表示否，则在残差中多次加入经EMD分解后的高斯白噪声信号，并将所述残差替换所述有功功率信号，同时返回步骤“在每次加入高斯白噪声信号后进行一次EMD分解，获得多个模态分量”；若所述判断结果表示是，则输出所有的本征模态分量，作为每个有功功率信号的多个IMF分量。3.根据权利要求1所述的次同步振荡传播关键影响因素识别方法，其特征在于，所述对所述识别对象对应的每个有功功率信号进行CEEMDAN分解，获得每个有功功率信号的多个IMF分量，之后还包括：计算每个IMF分量与每个IMF分量对应的有功功率信号的相关系数；将相关系数小于相关系数阈值的IMF分量确定为目标去噪IMF分量；采用小波阈值去噪方法对每一个目标去噪IMF分量进行去噪，获得去噪后的IMF分量；将每个有功功率信号的所有去噪后的IMF分量和每个有功功率信号的未去噪IMF分量合并重构，获得每个去噪后的有功功率信号。4.根据权利要求1所述的次同步振荡传播关键影响因素识别方法，其特征在于，所述根据每个有功功率信号的多个IMF分量，采用Prony算法分析每个有功功率信号对应的系统阻尼比，具体包括：根据每个有功功率信号的多个IMF分量，采用Prony算法确定次同步振荡频率下的特征值；
根据次同步振荡频率下的特征值，利用公式确定每个有功功率信号对应的系统阻尼比；其中，λ
i
表示次同步振荡频率下的特征值，ξ表示系统阻尼比，ω
i
表示振荡角频率。5.根据权利要求1所述的次同步振荡传播关键影响因素识别方法，其特征在于，所述根据每个位置处的多个系统阻尼比和所述识别对象多次调整的值，利用相关性评价组合模型，确定用于度量每个位置与所述识别对象相关性的评价指标，具体包括：根据每个位置处的多个系统阻尼比和所述识别对象多次调整的值，利用相关性评价组合模型，分别计算皮尔逊相关系数、斯皮尔曼相关系数和互信息量；对每个位置对应的皮尔逊相关系数、斯皮尔曼相关系数和互信息量进行加权求和，获得用于度量每个位置与所述识别...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐衍会，孙冠群，成蕴丹，刘慧，李庚银，蔡德福，张良一，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：