时域变换下的变电站二次系统次同步振荡动态监测技术.pdf
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1、26ElectricalAutomation时术PowerSystem&Automation电力系统及其自动化电气自动化2 0 2 3年第45卷第4期或变换下的变电站二次系统次同步振荡动态监测技程诺,余丽贞(国网福建省电力有限公司经济技术研究院,福建福州350 0 0 1)摘要:为了精准辨识振荡信号模态参数,提升次同步振荡动态监测效果,研究了时域变换下的变电站二次系统次同步振荡动态监测技术。利用同步挤压小波变换方法,正变换处理时延补偿后的振荡信号,获取振荡信号的同步挤压小波变换时域谱;将模态参数作为样本集,输入概率神经网络,输出次同步振荡动态监测结果。试验结果表明:可有效提取模态分量,并精准重
2、构振荡信号;模态参数辨识结果与理论值相差较小,具备较优的参数辨识效果;在理想信号与含噪信号情况下,均可精准动态监测次同步振荡状态,保证次同步振荡动态监测过程的有效性。为该领域的相关研究提供参考。关键词:时域变换;变电站;二次系统;次同步振荡;动态监测D0I:10.3969/j.issn.1000-3886.2023.04.009中图分类号TM712文献标志码A文章编号10 0 0-38 8 6(2 0 2 3)0 4-0 0 2 6-0 4Dynamic Monitoring Technology for Subsynchronous Oscillation ofSubstation Seco
3、ndary System under Time Domain TransformationCheng Nuo,Se Lizhen(Economic Research Institute,State Grid Fujian Power Co.,Ltd.,Fuzhou Fujian 350001,China)Abstract:In order to accurately identify the modal parameters of the oscillating signal and improve the dynamic monitoring effect of thesubsynchron
4、ous oscillation,the dynamic monitoring technology of the subsynchronous oscillation of the secondary system of thesubstation under the time domain transformation was studied.Using the synchronous squeezing wavelet transform method,theoscillating signal after time delay compensation was processed by
5、positive transformation,and the synchronous squeezing wavelettransform time-domain spectrum of the oscillating signal was obtained;the modal parameters were used as the sample set,input intothe probability neural network,and output with the subsynchronous oscillation dynamic monitoring results.The t
6、est results show thatthe modal components can be effectively extracted and the oscillation signal can be accurately reconstructed;the difference betweenthe modal parameter identification results and the theoretical values is small,and the parameter identification effect is better;in thecase of ideal
7、 signals and noisy signals,the technology can accurately and dynamically monitor the subsynchronous oscillation state,toensure the effectiveness of the dynamic monitoring process of subsynchronous oscillation.It can provide reference value for relatedresearch in this field.Keywords:time domain trans
8、formation;substation;secondary system;subsynchronous oscillation;dynamic monitoring0引言为确保变电站二次系统稳定运行1-4,需动态监测其次同步振荡状态。马宁宁等51利用数据驱动分析次同步振荡情况,设计次同步振荡监测技术,该技术可有效监测广域系统的次同步振荡状态。许刚等6 通过在电厂附近添加轴系扭振监测点,但是处理时域信号的原始时域谱过程中,存在较为严重的能量发散情况,直接影响振荡信号参数辨识效果,从而降低次同步振荡动态监测效果,且噪声鲁棒性也较差。为此,本文研究了时域变换下的变电站二次系统次同步振荡动态监测技术
9、,提升次同步振荡动态监测效果,为次同步振荡抑制提供精准的参考依据1变电站二次系统次同步振荡动态监测技术1.1变电站二次系统次同步振荡信号时域谱获取利用同步挤压小波变换(synchrosqueezingwavelettransform,定稿日期:2 0 2 2-0 1-2 8基金项目:福建省自然科学基金杰青项目“基于电力电子信号技术的配网接地故障自愈能力提升研究”(2 0 2 1J06038)SWT)正变换处理时延补偿后的振荡信号X(t),获取时域变换下变电站二次系统次同步振荡信号的SWT时域谱。连续小波变换X(t)获取小波系数:8Wx(c,b)=X(1)式中:c为尺度因子;b为平移因子;山为小
10、波基函数;为可(一一的共轭复数。、b分别和振荡信号的频率与时间有关。在c内拓展Wx(c,b),W x(c,b)在b内的振荡特性与c无关。通过W(c,b)计算b的偏导,获取时延补偿后的振荡信号X()的瞬时频率wx(c,b)。W(cb)Wx(c,b)=(2)W.(c,b)为原始频率,绑定与c,使w(c,b)=x(c,b)。离散化c、b、。Wx(c,b)利用离散值cg求解cg-Cg-1=(A c)。同时通过不间断区间,-4A,+o的中心频ElectricalAutomation27式中:j为虚数;0(t)为相位。入(t)又PowerSystem&Automation电力系统及其自动化电气自动化2 0
11、 2 3年第45卷第4期率,确定Wx(c,b)的同步挤压变换值Yx(w,b 6),即次同步振荡信号的SWT时域谱,其中A=,-I,将各分量n相加获取Yx(w,b)。计算公式如下!Wx(cn,b)(Ac),2Yx(n,b),(3)二Aa利用Yx(,b)获取X(t),计算公式如下。X(t)=RecEYx(a,b)E(,-wn-1)(4)d山(s)0C2式中:()为()的傅里叶变换;()为()的共轭复数。1.2次同步振荡信号时域谱内固有模态分量提耳利用自动识别算法提取变电站二次系统次同步振荡信号的SWT时域谱内的模态分量,获取Yx(,b)后,将想要提取Yx(,b)内的模态频率当成目标频率f.,f.邻
12、近模态的频率是f。f.的上限及下限f,计算如下:I+Jf.=+J.J2H9(5)UZL+.式中:q为Yx(,b)内存在的固有模态(intrinsicmode typefunctions,IMT)分量数量。在Yx(,b)内计算IMT分量的矩形窗能量A,矩形窗长的采样点数量是O,宽是ff,。A,的计算公式如下:JzH+0A,=Z1 Yx(0,b)/2/Yx(0,b)2(6)2+C-1)0JZH式中:为整数。通过平移矩形窗,可获取45个不间断的A。A,不断提升,表示该IMT在t时间内不衰减,即想要提取Yx(o,b)内的IMT分量。1.3次同步振荡信号参数辨识通过式(4)重构2.3小节提取的IMT分量
13、,获取仅包含IMT分量的变电站二次系统次同步振荡信号X(t),采用希尔伯特变换X(t),获取时域变换下各IMT分量的振荡幅值入(t)与振荡频率f(t),通过希尔伯特变换X(t)获取新的振荡信号y(t)。计算公式如下:X(t)y(t)dt(7)T(t)y(t)白的反变换如下:YX(t)=dt(8)X(t)与y(t)能够组建为一个复共轭对,获取解析的振荡信号:y/(t)=入,(t)ej0:(0)(9)y(t).(t)=arctanX()J(t)的计算公式如下:y.(t)darctanX()J:(t)=(10)2dt因此,将变电站二次系统次同步振荡的固有模态分量表示成:X(t)=入o(t)elcos
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