基于形态滤波和Prony算法的低频振荡模式辨识的研究.pdf

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1、第43卷第3期电力系统保护与控制Vb1．43No．32015年2月1日PowerSystemProtectionandControlFeb．1，2015基于形态滤波和Prony算法的低频振荡模式辨识的研究李安娜，吴熙，蒋平，徐钢，王成亮(1．东南大学电气工程学院，江苏南京210096；2．江苏方天电力技术有限公司，江苏南京211102)摘要：针对传统Prony方法对噪声敏感导致辨识精度不高的问题，提出了一种基于形态滤波和Prony算法相结合的低频振荡模式辨识的方法，实现了在有混合噪声干扰情况下低频

2、振荡模式的准确辨识。基于数学形态学，设计了一种基于半圆形结构元素的形态滤波器，在选取合适的元素尺寸情况下，可以有效滤除混合噪声。对于去噪声之后的信号采用Prony算法进行辨识，可准确获取低频振荡各个模式参数。通过Matlab进行算例仿真，表明了对电力信号进行预处理的必要性以及所提出的方法能相对精确地进行振荡模式辨识，验证了其有效性。关键词：低频振荡；数学形态学滤波；Prony算法；模式辨识Researchonidentifyinglowfrequencyoscillationmodesbasedo

3、nmorphologicalfilteringtheoryandPronyalgorithmLIAnna，WUXi，JIANGPing，XUGang2WANGChengliang，(1．SchoolofElectricalEngineering，SoutheastUniversity,Nanjing210096，China；2．JiangsuFrontierElectricTechnologyCo．，Ltd．，Nanjing211102，China)Abstract：Amethodbasedonm

4、orphologicalfilteringtheoryandpoweralgorithmisputforwardtoidentifylowfrequencyoscillationmodes．aimingathowtoavoidthelimitationofPronymethodsthatiSsensitivetonoisethustocausetheinaccuracy．Itrealizesaccurateidentificationofoscillationmodesinthecondition

5、offixednoises．Amorphologyfilter,whichisbasedonmathematicalmorphologyandhemicyclestructureelementisdesignedtoeffectivelysuppressthenoiseintheconditionofpropersizeoftheelement．PronyalgorithmiSthenusedtodetectthede-noisedsignalandobtainthe1OWfrequencyosc

6、illationparametersofeverymode．TheManabsimulationresultsshowthatitiSverynecessarytopreprocessthedataofelectricsigna1．Efiectivenessandrelativelyaccuracyareverified．ThisworkiSsupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51407028)andNaturalScienc

7、eFondationofJiangsuProvince(No．BK20140633)．Keywords：lowfrequencyoscillation；morphologyfilter；Pronyalgorithm；oscillationmodeidentification中图分类号：TM712文献标识码：A文章编号：1674—3415(2015)03．0137-06算法、Prony算法、ESPRIT算法等。ARMA算法不0引言能满足在线监视的要求；实时FFT的精度受数据窗大区域电网互联在满足了生

8、产需求的同时，也限制，经FFT变换能直接获取低频振荡主导模式的使得互联电网运行接近极限临界点，导致振荡失稳频率，但是其幅值、相位和衰减系数可能需要采取问题目渐显著l1】。低频振荡问题影响了电网安全运智能算法进行逼近L6J，且在许多领域中只能定性而行、制约了电网传输能力【3】。为保持系统安全稳定不能精确定量分析和解决问题；小波算法可以反映运行，抑制低频振荡的关键在于获得主导振荡模式信号时变特性L7J，但小波基选取比较困难l】；ESPRIT参数L4J，从而实现对低频振荡波形的准确分析。