基于Prony法的电力系统低频振荡分析

发布时间：2017-10-26 15:17

  本文关键词：基于Prony法的电力系统低频振荡分析

  更多相关文章： 低频振荡 Prony算法 法方程 残差迭代 吉文斯迭代

【摘要】：低频振荡现象是危害电力系统安全稳定运行的常见问题,属于小扰动稳定问题的范畴,严重时,甚至会导致整个系统的崩溃。随着电力系统发展速度的日益加快,电网规模不断扩大,低频振荡问题也随之越来越突出。如何有效地辨识出电力系统低频振荡信号的具体模态信息,以便于进一步采取有效的抑制措施,是一个具有重要意义的研究课题。Prony分析方法是求解信号信息的常用方法,它利用指数函数的衰减线性组合来拟合等间隔采样数据,能够有效地求取低频振荡信号的幅值、相位、频率及衰减因子,是一种使用线性方程组求解非线性问题的分析方法。对特征方程系数的求解是整个Prony算法的核心,传统的求解方法是利用Prony算法的法方程形式进行求解,这种方法所选取的方程阶数较大,会导致系数矩阵发生奇异,数值条件变差,影响方程的求解。为此,提出一种基于残差迭代的方法。验证结果表明,该方法只需选取比方程系数矩阵的有效秩稍大甚至相等的阶数值,就可有效求取信号的参数,求解结果精度高,方程求解的数值稳定性好。上述基于残差迭代的Prony法需要构建法方程,计算量大,同时在阶数选取为有效秩时,无法对含快速衰减分量的信号进行有效求取。因此,提出吉文斯迭代方法对信号进行求解。该方法不用进行法方程变换,可以直接求取特征方程系数,当阶数值取为有效秩时,无论是对不含快速衰减分量的信号,还是含有快速衰减分量的信号,吉文斯迭代方法都能有效地求取信号的参数。经过算例分析,验证了吉文斯迭代方法在处理不含快速衰减分量的信号和含快速衰减分量的信号时,无论阶数值大于有效秩,还是等于有效秩,该方法都能有效地对信号参数进行求取。
【关键词】：低频振荡 Prony算法 法方程 残差迭代 吉文斯迭代
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景及意义10
• 1.2 低频振荡10-11
• 1.2.1 定义及分类10-11
• 1.2.2 低频振荡的产生机理11
• 1.3 研究方法及现状11-17
• 1.3.1 线性理论分析方法11-13
• 1.3.2 非线性理论分析方法13-17
• 1.4 本文主要研究内容17-18
• 第2章 Prony法低频振荡辨识18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 Prony算法的作用机理18-19
• 2.3 Prony法的类别19-26
• 2.3.1 基本Prony方法19-20
• 2.3.2 扩展Prony方法20-25
• 2.3.3 迭代Prony算法25-26
• 2.4 Prony算法与傅氏变换算法的比较26-27
• 2.5 衡量拟合程度的指标27-28
• 2.6 Prony算法的参数选择28-29
• 2.7 本章小结29-31
• 第3章 基于法方程形式求取特征方程系数的计算方法31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 求取特征方程系数的传统计算方法31-35
• 3.3 残差迭代计算方法35-40
• 3.3.1 迭代求解特征方程系数35-37
• 3.3.2 残差迭代Prony法具体步骤37-40
• 3.4 算例分析40-46
• 3.4.1 含快速衰减分量的信号40-44
• 3.4.2 不含快速衰减分量的信号44-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 迭代吉文斯变换法求解特征方程系数47-56
• 4.1 引言47
• 4.2 吉文斯变换原理47-49
• 4.3 吉文斯变换应用于Prony法中的作用原理49-50
• 4.4 吉文斯迭代50-51
• 4.5 算例分析51-55
• 4.5.1 吉文斯变换方法和残差迭代法的计算结果比较51-53
• 4.5.2 吉文斯变换方法和吉文斯迭代方法的计算结果比较53-55
• 4.6 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-61
• 攻读学位期间公开发表论文61-62
• 致谢62-63
• 研究生履历63

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