一种基于经验模态理论的扰动源自动化定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种基于经验模态理论的扰动源自动化定位 方法。
【背景技术】
[0002] 随着大规模互联电力系统的发展，电力系统强迫功率振荡问题越来越受到关注。 强迫振汤具有起振快、起振后会持续等幅冋步振汤以及消除振汤源后振汤很快哀减的特 点，故若能够准确地发现扰动源的位置，则对于消除振荡、恢复系统稳定具有重要意义。
[0003] 目前一些学者已经开展了扰动源定位方法的研究，能量函数法是目前用于强迫振 荡扰动源定位的主要方法之一。实际系统中采集的电气量包括扰动源决定的分量，也包括 非扰动源决定的分量，当非扰动源决定的分量作用较大时，能量函数法计算误差将会较大， 有时无法实现准确定位。
[0004] 本发明针对传统能量函数法的不足，提出一种基于经验模态理论的扰动源自动化 定位方法。该方法应用经验模态时空滤波功能提取出电气量的主导分量、利用经验模态能 量流提取出扰动源特征、依据基于经验模态能量趋势函数得到的扰动源识别指标实现扰动 源的自动识别。本发明提高了扰动源定位的准确性，且为扰动源的在线自动化提供了参考。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种能够提高扰动源识别准确性的基于经验模 态理论的扰动源自动化定位方法。该方法应用经验模态时空滤波功能提取出电气量的主导 分量、利用经验模态能量流提取出扰动源特征、依据基于经验模态能量趋势函数得到的扰 动源识别指标实现对扰动源的自动识别，具有较强的工程实用性。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
[0007] -种基于经验模态理论的扰动源自动化定位方法，其改进之处在于，该方法包括 下述步骤：
[0008] (1)采集电网中各支路的电功率和角频率；
[0009] (2)计算能反应扰动源特性的主导分量；
[0010] ⑶计算经验模态能量流
[0011] (4)根据经验模态能量流的最大值和最小值分别拟合出上包络线％(t)及下 包络线v 2(t);
[0012] (5)计算出经验模态能量趋势函数VQ(t);
[0013] (6)计算扰动源识别指标Ab ;
[0014] (7)依据扰动源识别指标Ab，对扰动源进行自动化定位。
[0015] 所述主导分量可以包括支路电功率变化量的主导分量A/?)和支路角频率变 化量的主导分量V/;
[0016]所述步骤（2)中，通过经验模态分解方法（Empirical Mode Decomposition,简称 EMD)可以求得满足如下约束条件的支路h电功率变化量的主导分量A/f和支路h角频率 变化量的主导分量V/:
[0018] 式中：Pu为支路的电功率；《 i为节点i侧的角频率；A/f和为电功率变化 量和角频率变化量的非主导分量，其通过经验模态分解方法求取。
[0019] 所述步骤⑶中，经验模态能量流<(〇可以通过下述公式计算得出：
[0021] 式中，= 2 &，0^为基准角频率，L为基准频率，t扰动时间；
[0022] 所述步骤（5)中，经验模态能量趋势函数Vjt)可以通过下述公式计算得出：
[0024] 所述步骤（6)中，扰动源识别指标Ab可以通过下述方法求得：
[0025] A、通过最小二乘法重复对经验模态能量趋势函数％ (t)进行一阶函数拟合，每次 拟合后均得到系数A、B，将所有系数A组成序列A;
[0026] B、将序列A中的最大值A_作为基准值，对序列A进行归一化处理，得到扰动源识 别指标A b。
[0027] 所述步骤（7)中，依据指标Ab对扰动源进行自动化定位的方法如下：
[0028] A、当Ab = 1时，表示该处为扰动源；
[0029] B、当Ab〈 = 0,表示该处为非扰动源；
[0030] C、当0〈Ab〈l时，Ab的数值越大，表示该处离扰动源越近。
[0031] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0032] 1、本发明集合了经验模态的时空滤波功能以及经验模态能量流的概念，可以将扰 动源特征提取出来，提高了扰动源定位的准确性；
[0033] 2、本发明采用基于经验模态能量趋势函数得到的扰动源识别量化指标判断扰动 源位置的方法，即提高了扰动源识别的准确性，又实现了自动识别扰动源，具有较强的工程 头用性；
[0034] 3、实际电网的振荡实例分析结果验证了本发明的有效性，显示出了本发明较传统 能量函数法的优势，准确性和实用性都有所提高。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明的基于经验模态理论的扰动源自动化定位方法的流程图；
[0036] 图2是本发明提供的某实际电网振荡实例；
[0037] 图3是本发明提供的经验模态能量流计算结果。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0039] 参见图1，本发明的基于经验模态理论的扰动源自动化定位方法包括下述步骤：
[0040] (1)采集电网中各支路的电功率和角频率；
[0041] (2)通过经验模态分解方法计算能反应扰动源特性的支路Lij电功率变化量的主 导分量以及能反应扰动源特性的支路Lu角频率变化量的主导分量V/ ;
[0042] 采用如下公式计算主导分量：
[0044] (3)基于<和V/计算经验模态能量流<仍；
[0045] 采用如下公式计算经验模态能量流K(〇:
[0047] (4)根据经验模态能量流#(〇的极大点和极小点分别拟合出上包络线％ (t)及下 包络线V2(t);
[0048] (5)计算出经验模态能量趋势函数VQ(t);
[0049] 采用如下公式计算经验模态能量趋势函数％ (t):
[0051] (6)基于经验模态能量趋势函数VQ(t)计算扰动源识别指标Ab ;
[0052] 采用如下方法计算扰动源识别指标Ab :
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