状态空间系统辨识算法及其在测频中的应用研究
发布时间：2021-06-24 19:20
频率是体现电力系统运行状态和特性的重要参数,频率的变化直接反映和影响电力系统的能量平衡、电能质量、继电保护、系统安全稳定运行和控制等诸多方面,因此快速准确地实现频率测量可为系统运行、调节、保护、控制等提供必需的参考依据,须贯穿于电力系统发、变、输、配、用整个过程,是一项重要的基础性工作。一方面,我国超/特高压直流输电、柔性交流输电和新能源工程迅速发展,电力系统的电力电子化趋势日臻明显,使得信号频率的变化呈现多样性、快速性的特征,这要求频率测量算法在系统稳态时能够快速测频,在系统暂态时能够灵敏感知并快速准确跟踪到新的频率。传统的频率测量和跟踪算法的适用性下降甚至完全无法适用。另一方面,随着中国智能电网的快速推进,高精度的网络时间同步系统在智能变电站中将有广阔的应用空间。这对大电网中变电站IED对时异常检测的精度和速度提出了更高的要求,已有的方案无法适用。状态空间系统辨识算法既能实现宏观上的系统描述,也能实现微观上的参数求解,可以灵敏地反映和跟踪系统特征。为此本文针对状态空间系统辨识算法展开深入研究,并在此基础上提出自适应测频方案和对时异常检测方案。本文主要完成了以下几个方面的研究工作:（...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１正弦电压信号波形??（２）
１）可简??化得到：??ｕ（ｔ）?＝?Ｕ０ｅＴ?＋?＾?Ｕｎ?ｓｍ｛２ｎｆｎｔ?＋?（ｐｎ）?（２．６）??本文结合文献［７５］给出该信号模型的一种示例电压波形——电力系统故障电压波??形，可用于后续算法精度等的调试。信号模型见式（２．６），基波为５０Ｈｚ工频，幅值参数??在电力系统各次谐波实测值的基础上以基波幅值为基准做归一化处理，相位参数??％为自拟，ｚ？为衰减时间常数，对中低压系统取４０ｍｓ，对高压系统取１００ｍｓ。基波及??各次谐波的归一化幅值％和相位Ａ见表２－１，波形见图２－?２。??表２－１示例电压波形参数??谐波次数ｎ０１?２?３?４?５?６?７?８?９??幅值?Ｒ／ｐ．ａ?１?１?５Ｘ１０－４?０．２?５Ｘ１０＾?０．２?２．５?Ｘ１０４?０．１?０?０．０１??ＵＪＵ＇Ｉ％?１００?１００?０．０５?１０?０．０５?５?０．０２５?２?０?１??相位?％／°?－?－９０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?－?８０??２厂??１－５?－?ｌ＼?ｈ?：??＾！?＼?Ｉ）?：?ｌ＼?Ｓ?ｋ?ｈ??ｉｉ?ｌ＼ｌ＼ｌ＼！＼ｌ＼ｌ＼??：：ｖ?＂?＂?Ｖ?＼??－１．５＊?＇?１?１?＇?＇?＇?＇??０?０．０２?０．０４?０．０６?０．０８?０．１?０．１２?０．１４??ｔ／ｓ??图２－２混合有直流和谐波的电压波形图??（３）幅频时变信号模型??目前电力系统中，电压信号除了受各次谐波和直流分量的影响，还会受到冲击性??负荷带来的冲击性波动、随机负荷带来的随机波动等多种干扰，这就导致电压信号的??幅值、频率随时间变化，此时信号模型阶数Ｍ也为２，其信号模型可由式（２．３）简化得
山东大学硕士学位论文??其中＞＜幻为灸时刻系统输出量即采样值，Ｗ（Ａ；）并非特指２．１中所述的电压信号，??而是左时刻系统的输入量即系统实际的电气量，矩阵参数Ｆ、ｇ、Ａ、■／的表达形式??见式（Ａ２．１２）－（Ａ２．１５）。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]配电网输电线路故障定位的快速提取方法[J]. 叶荣波,徐涛. 计算技术与自动化. 2019(04)
[2]电力电子并网装备多尺度切换控制与电力电子化电力系统多尺度暂态问题[J]. 胡家兵,袁小明,程时杰. 中国电机工程学报. 2019(18)
[3]基于状态空间模型的指数衰减正弦信号参数估计[J]. 于晓辉,张志成,李新波,孙晓东. 吉林大学学报(工学版). 2019(06)
[4]智能变电站IEEE 1588同步偏差对同步相量量测的影响[J]. 刘灏,李劲松,刘敬诚,毕天姝,田建南. 电力系统自动化. 2018(10)
[5]合并单元时钟同步测试装置的研制及应用[J]. 李兴建,笃峻,于哲,赵玉灿,黄辉,许宗光. 电力自动化设备. 2017(12)
[6]基于广义形态滤波与改进矩阵束的电力系统低频振荡模态辨识[J]. 金涛,刘对. 电工技术学报. 2017(06)
[7]奇异熵矩阵束算法及其在次同步振荡模态参数辨识中的应用[J]. 刘晓建,李娟,焦邵华. 电力系统及其自动化学报. 2016(06)
[8]基于高精度测频的修正DFT相量及功率测量算法[J]. 谢运华,赵庆生,郭贺宏,张学军. 电力系统保护与控制. 2016(12)
[9]基于互相关函数和矩阵束算法的电力系统低频振荡在线辨识[J]. 苗友忠,罗玮,刘兆辉,许茹. 电力系统及其自动化学报. 2015(12)
[10]一种基于修正相角差的傅氏测频算法[J]. 吴梓亮,李银红,李明,李婧靓. 电力系统保护与控制. 2015(13)
博士论文
[1]高速旋转目标逆合成孔径雷达成像方法[D]. 宁宇.西安电子科技大学 2019
硕士论文
[1]基于几何定阶矩阵束法的电力系统低频振荡模态参数辨识[D]. 梁正刚.广西大学 2019
[2]基于电力线载波的故障分析及拓扑识别研究[D]. 刘天宇.中国地质大学(北京) 2019
[3]NTP授时服务性能监测及状态评估[D]. 吴鹏.中国科学院研究生院(国家授时中心) 2016
[4]基于宽带信息的中段弹道目标特征提取方法研究[D]. 袁仕继.国防科学技术大学 2009
本文编号：3247688
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１正弦电压信号波形??（２）
１）可简??化得到：??ｕ（ｔ）?＝?Ｕ０ｅＴ?＋?＾?Ｕｎ?ｓｍ｛２ｎｆｎｔ?＋?（ｐｎ）?（２．６）??本文结合文献［７５］给出该信号模型的一种示例电压波形——电力系统故障电压波??形，可用于后续算法精度等的调试。信号模型见式（２．６），基波为５０Ｈｚ工频，幅值参数??在电力系统各次谐波实测值的基础上以基波幅值为基准做归一化处理，相位参数??％为自拟，ｚ？为衰减时间常数，对中低压系统取４０ｍｓ，对高压系统取１００ｍｓ。基波及??各次谐波的归一化幅值％和相位Ａ见表２－１，波形见图２－?２。??表２－１示例电压波形参数??谐波次数ｎ０１?２?３?４?５?６?７?８?９??幅值?Ｒ／ｐ．ａ?１?１?５Ｘ１０－４?０．２?５Ｘ１０＾?０．２?２．５?Ｘ１０４?０．１?０?０．０１??ＵＪＵ＇Ｉ％?１００?１００?０．０５?１０?０．０５?５?０．０２５?２?０?１??相位?％／°?－?－９０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?－?８０??２厂??１－５?－?ｌ＼?ｈ?：??＾！?＼?Ｉ）?：?ｌ＼?Ｓ?ｋ?ｈ??ｉｉ?ｌ＼ｌ＼ｌ＼！＼ｌ＼ｌ＼??：：ｖ?＂?＂?Ｖ?＼??－１．５＊?＇?１?１?＇?＇?＇?＇??０?０．０２?０．０４?０．０６?０．０８?０．１?０．１２?０．１４??ｔ／ｓ??图２－２混合有直流和谐波的电压波形图??（３）幅频时变信号模型??目前电力系统中，电压信号除了受各次谐波和直流分量的影响，还会受到冲击性??负荷带来的冲击性波动、随机负荷带来的随机波动等多种干扰，这就导致电压信号的??幅值、频率随时间变化，此时信号模型阶数Ｍ也为２，其信号模型可由式（２．３）简化得
山东大学硕士学位论文??其中＞＜幻为灸时刻系统输出量即采样值，Ｗ（Ａ；）并非特指２．１中所述的电压信号，??而是左时刻系统的输入量即系统实际的电气量，矩阵参数Ｆ、ｇ、Ａ、■／的表达形式??见式（Ａ２．１２）－（Ａ２．１５）。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]配电网输电线路故障定位的快速提取方法[J]. 叶荣波,徐涛. 计算技术与自动化. 2019(04)
[2]电力电子并网装备多尺度切换控制与电力电子化电力系统多尺度暂态问题[J]. 胡家兵,袁小明,程时杰. 中国电机工程学报. 2019(18)
[3]基于状态空间模型的指数衰减正弦信号参数估计[J]. 于晓辉,张志成,李新波,孙晓东. 吉林大学学报(工学版). 2019(06)
[4]智能变电站IEEE 1588同步偏差对同步相量量测的影响[J]. 刘灏,李劲松,刘敬诚,毕天姝,田建南. 电力系统自动化. 2018(10)
[5]合并单元时钟同步测试装置的研制及应用[J]. 李兴建,笃峻,于哲,赵玉灿,黄辉,许宗光. 电力自动化设备. 2017(12)
[6]基于广义形态滤波与改进矩阵束的电力系统低频振荡模态辨识[J]. 金涛,刘对. 电工技术学报. 2017(06)
[7]奇异熵矩阵束算法及其在次同步振荡模态参数辨识中的应用[J]. 刘晓建,李娟,焦邵华. 电力系统及其自动化学报. 2016(06)
[8]基于高精度测频的修正DFT相量及功率测量算法[J]. 谢运华,赵庆生,郭贺宏,张学军. 电力系统保护与控制. 2016(12)
[9]基于互相关函数和矩阵束算法的电力系统低频振荡在线辨识[J]. 苗友忠,罗玮,刘兆辉,许茹. 电力系统及其自动化学报. 2015(12)
[10]一种基于修正相角差的傅氏测频算法[J]. 吴梓亮,李银红,李明,李婧靓. 电力系统保护与控制. 2015(13)
博士论文
[1]高速旋转目标逆合成孔径雷达成像方法[D]. 宁宇.西安电子科技大学 2019
硕士论文
[1]基于几何定阶矩阵束法的电力系统低频振荡模态参数辨识[D]. 梁正刚.广西大学 2019
[2]基于电力线载波的故障分析及拓扑识别研究[D]. 刘天宇.中国地质大学(北京) 2019
[3]NTP授时服务性能监测及状态评估[D]. 吴鹏.中国科学院研究生院(国家授时中心) 2016
[4]基于宽带信息的中段弹道目标特征提取方法研究[D]. 袁仕继.国防科学技术大学 2009
本文编号：3247688
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