Prony分析在电力系统低频振荡仿真中的应用

《Prony分析在电力系统低频振荡仿真中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、V01．26N0．1第26卷第1期电力学报2011年2月J0URNAL0FELECTRICPOWERFeb．2011文章编号：1005—6548(2011)01—0017—06Prony分析在电力系统低频振荡仿真中的应用刘巍(西南交通大学电气工程学院，成都610031)摘要：为验证Prony分析方法对低频振荡f"-I题研究的有效性，首先对Prony分析方法进行描述，提出了主要参数选取方法，包括采样频率，信号时间长度和模型阶数，并对单机无穷大系统进行仿真分析，利用Prony分析方法对系统模型进行识别和简化．得到了一个准确的三阶系统

2、模型。对4机2区系统进行了仿真，利用Prony方法提取振荡特征，准确辨识出低频振荡的模式，并对其进行预测分析，结果与实测基本吻合。关键词：电力系统；低频振荡；Prony分析；系统仿真；参数选择中图分类号：TM561文献标识码：A随着系统的扩大，大型电力系统互联，若发电机值和初相的算法。下面是实际计算过程：或发电机群之间发生增幅型振荡，互联系统的联络线^令=∑B，k=0，1，⋯，Ⅳ-1．(1)上不稳定的可能性增大，引起低频振荡。=，低频振荡问题通常归结于小扰动稳定性问题。进B=Aexp(j0i)；行电力系统小扰动稳定分析的具体方法

3、有数值仿真法=exp[(O／+j2)／At]．(2)(时域方法)、特征值分析方法(频域方法)等-2]，分上述两式中，Ⅳ为采样点数据的个数，A为振歧、混沌等理论也被引入低频振荡的研究。各种方法幅，0为相位，OZ为衰减因子，为振荡频率，△对复杂的电力系统而言都有各自的优点和不足。表示采样间隔。与之相联系的特征多项式：近年来，Prony方法在分析电力系统低频振荡领d()=1一(口～+⋯+n吼)；域得到了广泛的应用，成为了事实上的一种标准方(alg—l+alz+⋯+。)：0．(3)法，其最大的优点就是既可以对仿真结果进行分析，又可对实时

4、测量数据进行分析。文献[3]探讨了Prony^y(n)y(n一1))，(n～2)⋯y(O)at算法拟合阶数和数据预处理对主导振荡模式的有效识^别，文献f4]在分析Prony算法的理论基础上，讨论信y(n+1)y(n)y(n-1)⋯Y(1)：号噪声、信号的非平稳性对算法的影响，提出相应的●^^^^改进策略。文献『5-6]都是提出了一种用于在线分析电y(Ⅳ一1)(J7、L2)y(N一3)⋯y(^L凡一1)力系统低频振荡的改进Prony算法，该算法针对输入信求出哦，代入(3)得到个根推出A。号的实际阶数和线性预测参数的估计进行了综合改

5、ZB=Y．(5)进，提高了计算速度。本文则主要通过两个系统仿真求出后，则根据公式(5)用最小二乘法可求验证标准Prony算法对低频振荡辨识的有效性。出。至此Prony算法需要辨识的参数A，Bi都已经求得。利用下面各式计算参数：1Prony分析方法描述A=1．Prony算法可以这样描述：用指数函数的一个线0i=arctan[Im(B)／Re(B)]；性组合来表示等间距采样数据的数学模型，经过适当Ot=InIl／At；扩充，形成了能够直接估算给定信号频率、衰减、幅f=arctan[Im(Z~)／Re()]／2"rrAt．(6)收稿日

6、期：2010—10—21作者简介：刘巍(1986一)，女，硕士研究生，研究方向为电力系统稳定与控制、电网规划，(E—mail)viviliuwei@yeah．net—18电力学报第26卷有：表1初始阶数￡对Prony分析结果的影响y)：∑pp(jO)。p[(+j2)／△f]．(7)SNR百分比误差i511．0105O．O144624O．79122．6872e-01410268．17682．1297e-0152Prony分析主要参数选择方法20263．02811．2892e—O1640266．91823．8228e-017Pron

7、y方法的拟合结果受参数选择影响，参数选60263．03383．6818e-016择不当，不仅可能造成无法拟合或者得到错误的结80261．6746‘3．4602e-01690252．46089．1815e-015果，还可能会严重影响Prony方法的分析速度。主要参数包括模型阶数、时间间隔和时间长度，它们的选因此在Prony分析程序中可以加入扫描值的循择不是完全独立的，下面分别进行讨论。环，列出了值接近40时Prony分析的结果。衡量Prony方法拟合结果的指标包括信噪比和百表2初始阶数L接近40的Pr0ny分析结果分比误差。假设：

8、真实数据为y(k)，Pronv算法输出值SNR百分比误差37267．96671．2854e-O15为y(k)，k=0，1，⋯，Ⅳ一l。38263．03621．6455e-015信噪比SNR(SignalNoiseRatio)是常用的拟合39278．33084．7