使用自同调性方法检测持续振荡的初始结果

使用自同调性方法检测持续振荡的初始结果摘要该文章阐述了一种基于自同调性使用相量测量单元数据来检测持续振荡的方法。持续振荡降低了系统特性并且引入潜在的可靠性问题。在初始状态及时地检测振荡为采取校正动作提供了机会。使用高速时间同步PMU数据，该文详细说明了一个检测持续震荡的自同调性方法，甚至当振荡幅值低于环境噪声时。仿真和实际测量数据被用于评估所提出方法的性能。所提出的方法可以检测持续振荡和评价带有低信噪比的振荡频率。与功率谱密度法相比较，该文章提出的自同调性方法也显示出较好的性能。关键词：相关性，振荡，相量测量单元（PMU），功率谱密度，电力系统动态。1.前言在电网中检测和分析振荡对电力系统可靠性是重要的。振荡可能是因为同一电网中不同动态设备间的自然干扰或者系统外部的小扰动所引起的。一个等幅的振荡可能导致系统崩溃或者甚至导致大规模的电力中断。持续的振荡可能降低系统性能，增加各种电力系统组件的磨损。在10Hz左右的振荡可能导致人言可见的恼人的闪光。在任何时候总是存在有效量级的持续震荡，或者能在一定量级增长的等幅的振荡，校正动作需时刻保证。为了电网的可靠和有效运行，采取及时的方式准确地测量和分析振荡来支持操作策略是十分必要的。例如，在西方互联电力系统中，为了提高内部区域振荡阻尼，当联络线间阻尼处于危险的低状态时，调度员可以减少联络线间波动。有故障发电机导致的振荡通常需要重调控制器和开关断开故障环节。为了确定有效的校正动作，振荡需要在初始状态时就被准确测量。该文章阐述了一种基于自同调性使用相量测量单元数据来检测持续振荡的方法。PMU数据典型地使用30samples/s或60samples/s的采样频率，并且可以持续捕捉电网中的振荡行为。PMU数据已经广泛地应用到分析机电振荡来估计模态频率和阻尼。除此以外，被迫振荡已被发现，且越来越受到关注。Magdyetal.的文章研究了被迫振荡幅值可以用转角和实际功率扰动间的转移函数来放大。Magdyetal.提出了一个基于事故后分析的确定被迫振荡来源的模型验证方法。Chenetal.使用能量流动来确定振荡来源。当振荡的信噪比相当高时，仿真表明这些方法能有效用于研究被迫振荡。为了完善该研究，Zhou[12]提出了一个相关性的方法来检测持续振荡。该方法要求使用两个数据通道。为了推广该研究，该文章提出了自同调性方法，该方法可使用一个数据通道检测持续信号。使用一个信号数据通道检测一个在初始状态的振荡是必要的，因为这为采取校正动作提供了时间，并且减少了建立算法的工作量。该文结构如下：在第二章是对相关性分析方法的回顾；第三章定义了一个自同调性频谱和描述了自同调性频谱如何用来检测和分析振荡的。第四章和第五章用仿真数据评价了提出的自同调性方法的性能。第六章使用实地测量数据评价了相关性功能的性能。第七章讨论了算法的计算要求。结论放在了第八章。2.相关性分析的回顾相关性频谱也被称为“平方级一致性”。是一个在频域被两个时间连续信号（yt和xt）所定义的实值函数。这里，Pxx和Pyy分别是是信号xt和yt的功率谱密度（PSD）。Pxy是交叉谱密度：