差分算法在电力系统高频信号分析过程中的研究

如何准确有效地获取混频信号中微弱的高频分量,是电力系统信号分析领域中的一个重要课题,针对这一课题,提出了基于差分算法改善高频分量特性的思想.本文从理论上分析了差分算法对高频分量的放大特性,总结出差分算法在信号分析过程中的五个特点,并结合两种信号分析工具--Prony估计和小波包分析,对加入差分算法的混频信号进行仿真分析.仿真结果表明,差分算法有效地改善了Prony估计和小波包分析的结果,提高了获取高频分量的能力.     

Measurement of the instantaneous frequency of broadband signals in a short observation interval

A high-speed method of estimating the instantaneous frequency of broadband signals with slowly varying amplitude and phase using a short sample in real time is proposed, and results of numerical modeling of the measurement procedure are presented. The speed of response and noise immunity of the method is compared with the existing method, based on the theory of signal “splitting.” It is shown that in both methods it is possible to use recurrence relations, which considerably reduce the measurement time. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 2, pp. 50–54, February, 2008.     

分段Prony算法在特高压输电线路故障信号分析中的应用

本文在分析现有的基于相对均方误差的分段Prony算法受噪声干扰严重、分段不准确的基础上,提出了基于小波变换的分段Prony算法,该分段方法抗干扰能力强、计算速度快。文中对加入不同信噪比噪声的信号使用小波变换检测突变点对信号进行分段,得到较理想的分段结果,并对分段Prony算法各个子段之间参数关系进行分析和计算。同时针对带并联电抗器的特高压输电线路故障相恢复电压的特点,利用改进的分段Prony算法分别对发生瞬时性故障和永久性故障的故障相电压信号进行分析,提取出电压暂态分量,有效地区分出带并联电抗器的特高压输电线路的故障性质。     

一种阻断HVDC控制环节中次同步频率分量的方法

为抑制火电机组经高压直流输电(high voltage direct current transmissions,HVDC)系统送出的次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)问题,设计了一种阻断HVDC控制环节中次同步频率分量的方法,并进行了参数设计。通过机理分析研究了次同步作用路径的阻尼敏感度,研究结果表明在HVDC的整流侧通频带范围内(10~20 Hz),电气阻尼对触发角最为敏感。因此,在触发角控制量的生成环节中采用带阻滤波阻断方法可以直接有效地阻断次同步频率分量。采用PSCAD/EMTDC搭建某实际系统的电磁暂态仿真模型,进行了时域仿真和基于复转矩系数法的阻尼扫描,并采用Prony算法提取了模态振荡的特征量。分析结果表明,不同参数下的带阻滤波阻断法均能够显著提高模态频率附近的电气阻尼,有效抑制SSO问题,与附加次同步振荡阻尼控制器(supplementary sub-synchronous oscillation damping controller,SSDC)相比,阻尼能力较强。根据分析结果,给出了工程建议的最优参数。对采用滤波阻断法及未采用滤波阻断法时的系统直流电压和电流的动态过程进行了仿真对比,结果表明,所提出方法对直流系统的正常运行和控制的影响较小。     

基于层次分析的电力系统暂态模型评价方法

现有模型误差分析方法准确度低,借鉴层次分析法的思想,提出一种电力系统暂态模型评价方法。该评价方法以暂态响应中各正弦分量的幅值、频率、相位和衰减因子作为评价指标,对暂态响应中各正弦分量的模拟准确度进行评价,然后通过各正弦分量评价结果的线性加权实现电力系统暂态模型的总体评价。最后利用仿真验证了该评价方法的正确性与可行性。该方法合理地利用了暂态信号由若干正弦信号相互叠加的特点,更适用于电力系统暂态分析,且该方法采用定性与定量相结合的方式确定各指标的相对权重,在保证了评价方法客观性的同时提高了该方法的适用性。     

应用多重扰动分析大电网低频振荡问题的工程实用方法研究

随着特高压工程的逐步展开,华中-华北通过特高压形成了大型交流同步电网,大电网互联后低频振荡是需要重点关注的稳定问题。文章主要从低频振荡研究方法的工程实用角度出发进行了探讨。首先,对于目前国内广泛应用的低频振荡分析软件的主要分析方法和分析结果进行了比较分析,说明现有分析工具和方法存在的问题。随后,提出了多重扰动的方法的必要性,并对该方法进行了详细阐述。为了说明多重扰动方法的可行性,在特高压联网系统中应用多重扰动方法进行了仿真分析,计算结果表明,多重扰动可能导致系统发生低频振荡。即该方法可用于工程实际中的低频振荡现象分析。     

基于 EMD 和 Prony 算法的同步电机参数辨识

Prony 算法是一种线性系统时域模态参数识别方法,对分析数据的噪声非常敏感,对输入信号要求较高.鉴于此,将经验模式分解(empirical mode decomposition,EMD)与Prony 算法相结合的方法应用到同步电机参数辨识中.利用EMD 的分解能力,对采集到的同步电机三相突然短路电流进行时空滤波和平稳化处理,除去高频噪声 IMF 分量,然后用 Prony 准确辨识出同步电机的瞬态和超瞬态参数.仿真试验结果表明该方法具有精度高、抗噪性强等特点.     

基于量测的PSS最优安装地点

PSS的最佳安装地点选取是PSS控制的重要研究内容之一.介绍了特性向量与留数的概念及其关系,以仿真分析探讨了基于Prony算法辨识留数的可行性.提出了基于测量数据的PSS最优安装地点选取方法,并通过算例验证了所提分析方法的有效性.     

故障后阻尼评估下的控制参数协调优化

提出一种优化阻尼控制参数的新方法,以改善系统在遭受大扰动后的动态品质。算法包含一个先阻尼评估后参数优化的过程,将基于单机等效法(single machine equivalent,SIME)的普罗尼(Prony)分析用于对故障后系统振荡的阻尼评估。所得到的阻尼比作为大扰动下控制效果的评估指标。若系统振荡欠阻尼,则以该阻尼比作为变量构造目标函数,将遗传算法与上述阻尼评估过程相结合对控制参数进行协调优化。6机双馈入直流系统和50机145节点模拟系统的仿真结果表明：算法准确地提取了多机系统故障后振荡的关键信息;阻尼比作为阻尼控制措施的评估指标切实可行;阻尼控制参数的二次优化使系统在大扰动后仍能满足阻尼性能指标的要求,并且有效地抑制了故障后欠阻尼的振荡。     

基于高分辨率谱估计的早期转子断条故障诊断

以快速傅里叶变换(FFT)为基础的电机电流信号特征分析(MCSA)具有频率分辨率低的固有缺陷,从而严重影响了鼠笼电机早期转子断条故障的诊断性能。为解决这一问题,提出基于高分辨率谱估计的早期转子断条故障诊断方法。首先利用Hilbert变换和离散小波变换对单相定子电流信号预处理,然后采用扩展Prony算法对预处理后的信号进行定性/定量分析。运用该方法对不同故障严重程度、不同负载条件下的3 k W电机稳态定子电流信号进行分析,并与FFT分析结果做对比。实验结果表明,即使在短时数据条件下所提方法仍然能够准确诊断出早期转子断条故障,验证了该方法的有效性和优越性。