基于神经网络自适应滤波的低频振荡Prony分析

针对传统Prony算法在分析低频振荡时对噪声非常敏感的缺点,提出一种基于神经网络自适应滤波和改进Prony算法相结合的电力系统低频振荡分析方法。该方法以广域测量信号作为输入,采用神经网络自适应滤波对低频振荡信号进行滤波预处理,调节性能指标阀值确定滤波效果,并通过改进Prony算法对滤波后的信号进行识别。仿真结果表明,该方法能有效滤除噪声,能较为准确地辨识低频振荡的主导模式。     

白噪声激励下的低频振荡模态参数辨识方法

提出一种白噪声激励下的低频振荡模态参数辨识方法，该方法可以代替人工短路和投切电网元件等措施的扰动方式，使辨识过程更加安全经济。首先以白噪声为输入信号，根据输出与输入之间的互相关函数估计脉冲响应函数;然后利用估计的脉冲响应函数，并采用特征系统实现算法辨识电力系统的多输入多输出状态空间模型，进而识别出系统特征值和模态振型向量。在模态参数识别时，虚假模式的产生不可避免，通过对观测量的功率谱分析，可以校验哪些是真实模式，哪些是虚假模式。并以一个4机电力系统的实例仿真检验所提出的方法在每一个步骤的有效性。最后，通过模型交叉确认，进一步证明了辨识得到的状态空间模型是精确的。     

基于系统辨识的广域时滞鲁棒阻尼控制

针对电力系统区间低频振荡问题，提出了一种利用广域测量信号的电力系统阻尼控制器的设计方法。该方法采用广域测量系统（WAMS）提供的准实时测量数据，通过Prony传递函数辨识法和纯时滞环节Pade逼近法建立时滞电力系统模型;然后基于混合灵敏度 H ∞ 控制理论和极点配置方法设计阻尼控制器，使闭环系统在满足 H ∞ 性能指标的前提下极点分布于合适的区间，从而获得所需的系统动态性能。4机2区域电力系统和新英格兰测试系统仿真实例表明，采用广域测量反馈信号的阻尼控制器能够显著提高系统区间低频振荡的阻尼，并且具有时滞不敏感性。     

计及模型定阶的低频振荡模式类噪声信号辨识

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,但目前基于测量信息只能在振荡发生后进行告警,而不能预警。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。文中基于这种类噪声信号,采用自回归滑动平均（ARMA）法进行低频振荡模式辨识,从而实现电网正常运行状态下的动态稳定性预警。模型定阶是利用ARMA法进行振荡模式辨识的关键步骤,直接关系到结果的准确性。在分析比较各种定阶准则优缺点的基础上,选用贝叶斯准则（BIC）确定ARMA模型阶数,进一步面向在线实际应用,采用ARMA（2n,2n-1）建模方案提高辨识速度。最后,将该方法用于对36节点系统仿真数据和南方电网实测类噪声信号进行处理,辨识结果说明了该方法的有效性。     

基于广域信息的电力系统阻尼控制器反馈信号选择

广域阻尼控制器（WADC）是抑制电力系统区间低频振荡模式的一种新技术，区别于传统的本地控制器设计，存在大量的不同种类反馈信号之间如何选择的问题。文中提出以WADC单位控制输出量获得最大阻尼为目标，基于线性系统的理论推导得到了用于WADC广域反馈信号选择的主模比指标，并且给出了基于Prony辨识的可用于复杂系统中的主模比计算方法。在2006年南方电网交直流混联系统中，通过特征值分析和时域仿真验证了最大主模比指标的有效性。     

基于系统留数矩阵的广域PSS设计

电力系统低频振荡严重影响电网的稳定运行。传统的电力系统稳定器（PSS）采用本地机组信号，不能有效提高系统阻尼。广域测量系统使得电力系统向广域观测与控制的方向发展。文中使用反馈信号机组和控制机组相分离的设计思想，提出根据转子角频率对振荡模式的能观度选取反馈信号机组，根据PSS输出信号对振荡模式的能控度选取控制机组，从而构成广域PSS控制回路。基于留数矩阵的分析表明了这种广域PSS控制策略具有比本地信号PSS更强的能观性和能控性。最后给出了基于留数的广域PSS参数设计方法。16机系统上的仿真结果表明，基于留数矩阵进行设计的广域PSS能更有效地抑制系统低频振荡，提高互联电网的稳定性。     

基于在线辨识的电力系统广域阻尼控制

提出了利用多路广域测量信号作为反馈量的新型电力系统广域阻尼控制(WADC)方法。首先，推导了基于改进Prony算法的动态降阶等值系统参数的辨识方法；利用该辨识方法对受控系统进行辨识，在辨识结果的基础上运用线性二次型方法设计WADC的参数。广域闭环控制必须考虑通信延迟的影响，文中利用线性矩阵不等式方法讨论了控制参数在时滞下的稳定性问题。MATLAB数值仿真验证了辨识方法的准确性。WADC的控制效果在36节点的多机系统中得到了仿真验证。结果证明，应用广域信号作为反馈的WADC可以更有效地阻尼区间低频振荡，同时提高了联络线的传送容量极限。     

计及二阶非线性特性的PSS配置

在正则形理论指导下，提出了计及2阶模态非线性相关作用的电力系统稳定器（PSS）配置新方法。通过辨识系统中准谐振模式和主导低频振荡模式，分析模式之间以及模式与状态变量之间的非线性相关性来确定与准谐振模式和主导低频振荡模式联系最紧密的状态变量和相关发电机，进一步利用非线性相关作用指标来评估模式之间2阶非线性相关作用的大小，以此为据来确定PSS配置。4机2区域系统和一个实际互联大系统的算例结果验证了这些新观点和这种PSS新配置方法的正确性和有效性。     

一种电力系统自校正稳定器

针对单机无穷大系统，给出了一种电力系统自校正稳定器。它采 用基于δ算子的离散模型，在辨识环节中引入活动界 限和相对死区，控制器采用滑动极点配置方案 。仿真结果显示，在大小干扰的情况下，相对于参数固定的电力系统稳定器，文中所提出的 自校正电力系统稳定器抑制低频振荡的能力更强。     

电力系统低频振荡稳定极限的直接算法

提出了一种直接计算电力系统低频振荡稳定极限的方法。在给定的系统运行方式下，当向稳 定极限过渡的原因是由于发电机和负荷的功率发生变化且其变化规律已知时，该方法将通过 求解一组非线性方程来直接确定系统的低频振荡稳定极限，而无需反复计算系统的特征值。 对50机西北系统的计算结果表明，该方法用于计算低频振荡稳定极限不仅有效，而且具有很 高的收敛速度。