基于奇异值分解的电力系统谐波状态估计

用传统最小二乘法及其改进方法进行谐波状态估计时,大都是对谐波进行非同步测量,然后求解一个大型的超定线性方程组,其估计精度不足、计算量大、状态量测量数目多且费用昂贵。提出一种基于同步相量测量的谐波状态估计,并用复数奇异值分解求解病态线性复变量方程组的方法,可在系统状态非完全可观的情况下进行有效估计,降低了对测量冗余的要求。以IEEE30节点系统为例,采用同步测量方法测量支路的谐波电流和节点的谐波电压,分别用Matlab和基于奇异值分解(SVD)的最小二乘估计程序进行仿真。结果表明,用SVD算法对系统进行谐波状态估计时较为准确。     

奇异值与特征值分解在谐波源定阶中的等价性

现代谱估计理论较好的解决了随机白噪声下平稳的电力系统谐波和间谐波模型的求解问题,算法的关键在于准确的确定谐波和间谐波源的个数,称为"定阶",定阶的方法有奇异值分解和特征值分解两种.本文通过理论推导论证两种定阶方法本质上是等价的,并对实测的电弧炉电流波形,采用Esprit进行仿真验证.     

基于奇异值分解理论的双端行波故障测距的研究

行波故障测距中行波信号奇异点的精确检测和行波波速的确定是影响测距精度的主要因素。根据Hankel矩阵方式下奇异值分解第一个分量后的各分量具有的奇异性检测能力,对行波信号进行奇异值分解,利用第二个SVD分量脉冲模极大值检测出信号的奇异点。同时,提出一种不受行波波速影响的双端测距方法,通过检测故障初始行波和故障点反射波分别到达两端母线的时刻,列写方程组,得到与速度无关的测距公式。EMTDC仿真证明了该故障测距方法的正确性。     

基于奇异值总体最小二乘法的间谐波估计算法

通过分析噪声误差,提出采用奇异值总体最小二乘(singular value decomposition total least squares,SVDTLS)算法进行间谐波频率估计,即同时考虑矩阵方程两边的噪声干扰,采用SVDTLS算法求解该情况下的最小范数解,通过对增广矩阵进行奇异值分解(singular value decomposition,SVD),采用简单实用的与信噪比相关的主奇异值个数确定方法对分解的右奇异矩阵进行存储计算,得到了较精确的间谐波频率估计结果。仿真结果表明,该算法具有良好的抗噪性能和数值稳定性,在低信噪比情况下可准确提取信号的频率。     

奇异值分解理论和小波变换结合的行波信号奇异点检测

准确检测故障行波信号的奇异点是行波故障测距的关键。现场故障行波信号通常含有大量噪声,有些情况下单独使用传统的小波变换将不能有效检测到信号的奇异点。为解决强噪声情况下故障行波信号奇异点的检测问题,提出了基于奇异值分解理论和小波变换的故障行波信号奇异点检测方法。通过构造重构的吸引子轨迹矩阵,并由Frobenious范数意义下的最佳逼近矩阵可以得到除噪后的信号序列,对所得信号序列进行奇异性检测得到信号序列奇异点。仿真结果表明,该方法在强噪声情况下可以去除噪声影响,并且保持信号的奇异性,准确检测到信号的奇异点。     

基于静态等值和奇异值分解的快速电压稳定性分析方法

该文结合电力系统自身的特点和要求，利用基本运行情况下电力系统中的信息，采用两种静态等值方法求出电力系统等值参数：第一种方法基于戴维南网络等效理论。第二种方法采用两点潮流计算法。并在此基础上进行电压稳定性分析。用这两种方法可以迅速地预测负荷的临界功率和临界电压、Q—V曲线、P—V曲线及P—Q曲线；还可计算衡量节点电压稳定的节点最小奇异值。与衡量系统电压稳定的系统最小奇异值相比，具有物理概念明确，计算量小的特点。用IEEE14母线系统和IEEE30母线系统进行仿真计算，结果证明了这两种静态等值方法的有效性。     

电网谐波电流谐振放大试验分析

５００ｋＶ洛河－繁昌线正式投运后，洛河电厂与田家庵电厂的２２０ｋＶ联络线２７７４线电流波形发生严重畸变，使得２７７４线高频相差保护比相回路发生误动，保护无法投入运行，为了搞清谐波电流增大的原因，我们对洛河电厂进行了谐波测试。     

基于S变换局部奇异值分解的过电压特征提取

针对实测过电压信号波形不规则、不易识别问题,根据矩阵奇异值的特点,提出了一种采用S变换和局部奇异值分解的过电压特征提取方法。首先通过S变换得到过电压发生时零序电压的时频模值矩阵,然后对矩阵进行划分,计算各个子矩阵的最大奇异值,利用最大奇异值在不同频带以及整个时频空间的分布差异来构造过电压特征量。对变电站实测的感应雷过电压等五种过电压信号的计算表明,所提取的特征量维数低,对过电压信号随机扰动具有相对稳定性,能提取出过电压的本质特征。     

电网电容器组谐波谐振和谐波放大的研究

在电力系统运行着大量的并联电容器组,由于电容器的阻抗呈现容性,它与电力系统中的谐波容易产生相互影响,发生谐波的并联谐振或串联谐振和电容器对谐波电流的谐波放大,造成电容器和电气设备的损坏。因此研究和分析谐波对电容器的危害,认识电容器对谐波电流的放大作用,合理地配置电容器和电抗器,以避免电气参数匹配发生谐振,控制其谐波电流放大。     

基于FPGA的大矩阵奇异值分解的实现

提出了一种在FPGA中实现大矩阵奇异值分解的方法。主要思想是通过有限状态机进行控制,复用流水线CORDIC计算模块。这种方法极大地节省了FPGA的面积资源,并且增加了算法求解的时间并行度。计算256阶实对称矩阵的奇异值仅占用3601个ALUT,运行时间仅为95.28ms。     

基于奇异值分解的非线性负荷谐波源定位方法

从电力部门运行和管理的角度出发,提出利用负荷的非线性特性定位谐波源及划分谐波责任的方法。该方法通过建立负荷时域等值模型,在不知道系统侧和用户侧负荷参数的情况下,利用公共连接点(PCC)上电压、电流的物理关系建立微分方程,求解负荷等值阻抗参数。根据辨识的负荷等值阻抗参数定位谐波源。采用奇异值分解(SVD)方法对采样的电压、电流数据进行分析,克服测量噪声及量测矩阵奇异的影响,提高参数辨识的精度。应用量化的负荷非线性度,进一步区分各谐波源的谐波责任。仿真表明,该方法简单可行,可准确定位谐波源,且不受背景谐波的影响。     

采用SVD方法的附加阻尼控制器配置

为正确选择附加阻尼控制器的配置点,在建立多机电力系统传递函数矩阵的基础上采用奇异值分解的方法,给出了附加阻尼控制器配置点的评价指标。该评价指标与留数法评价指标具有一致性,通过求解传递函数矩阵的最大奇异值及其奇异向量来识别每台发电机对振荡模态的贡献程度,从而找出附加阻尼控制器的最佳配置点,简化了计算过程和运算量。为了获得复杂电力系统的传递函数,引入普罗尼分析的方法进行传递函数辨识,以给大规模电力系统在线模型辨识提供有利支持。最后将该方法应用于多机电力系统的PSS和SVC附加阻尼控制器配置点选择,分析获得其最佳配置点,验证了配置点的合理性。     

奇异值分解和Teager能量算子的电压暂降方法

针对噪声干扰严重影响电压暂降检测分析精度的问题,提出一种采用奇异值分解和Teager能量算子（Teager energy operator,TEO）进行电压暂降检测的改进算法,即采用 Hankel矩阵对电压暂降信号进行奇异值分解法（singular value decomposition,SVD）,从而获得降噪后的供电点上电压暂降近似信号;利用Teager能量算子跟踪该近似信号的瞬时幅值;最后通过仿真算例验证该方法的可行性和有效性。     

基于奇异值分解的PMU数据恢复法

同步相量量测单元(phasor measurement units,PMUs)因其同步性、快速性和准确性成为电网动态实时监测最有效的手段之一,并得到迅速发展。但由于通信堵塞、硬件故障、传输延迟等因素,现场PMU通常存在不同程度的数据丢失问题,严重制约其在电力系统中的应用与发展,甚至威胁电网安全。该文通过分析现场PMU量测信息,归纳了3种数据丢失类型;提出基于奇异值分解的动态数据成分分析方法,并采用盖氏圆法确定其最优特征成分数,可有效提取原始信号中各特征分量。进一步,提出基于训练、验证与丢失数据分类的数据恢复迭代计算方法,实现系统动态条件下仅利用单通道PMU量测信息的高精度数据恢复。通过仿真与实测数据验证该方法的可行性和准确性。该方法解决传统方法对系统动态信号丢失数据恢复失真的问题,为PMU量测信息更好的应用于电力系统的各个方面提供保证。     

基于小波变换和奇异值分解的串联电弧故障检测方法

根据线路中电流信号的变化来检测电弧故障,小波变换是一种常用的检测方法,但是单纯利用小波变换对于正常情况和电弧故障的区分并不明显,而且其结果存在很大的冗余。针对这一问题,提出了采用一种基于小波变换和奇异值分解的串联电弧故障检测的方法。利用电弧模拟发生装置产生串联故障电弧,采集在多种负载下线路正常工作和发生串联电弧故障时的电流。首先对采集的电流信号进行离散小波变换,得到离散小波系数序列,构造特征矩阵;然后对特征矩阵进行奇异值分解,并定义电流信号的特征参数,利用特征参数作为串联电弧故障检测的依据。试验结果表明:正常情况和电弧故障下的特征参数区分明显且没有交叉,易于确定阈值,利用该方法进行串联电弧故障检测的准确率较高,且大大压缩了小波变换结果的冗余性。     

电容器组对系统谐波电流放大的影响

论述电容器组对系统谐波电流放大的原理,结合某110kV变电站的现场测试数据,分析了系统谐波电流放大的原因,提出了抑制其放大的方法,对确保并联电容器组安全运行、提高供电质量具有指导意义。     

基于改进奇异值分解法的电力系统弱节点研究

本文建立了ZIP负荷和感应电动机负荷静态模型的综合负荷模型,并推导了计入综合负荷模型后的潮流雅克比矩阵。并在改进奇异值分解法的基础上,利用弱节点判断指标,分析了不同负荷模型对系统弱节点的影响。通过对IEEE30节点系统进行仿真计算,取得了满意的计算结果,从而验证了本文建立综合负荷模型及相应弱节点指标的正确性和可行性。