基于小波分析的電力系統(tǒng)低頻振蕩研究.pdf

1、我國跨省、跨區(qū)域電網(wǎng)的迅速發(fā)展促進了電力能源的合理分配，但由于區(qū)域機組之間的網(wǎng)絡(luò)形式，長距離交直流電力輸送，以及發(fā)電機快速勵磁的存在，致使系統(tǒng)運行中負(fù)阻尼問題凸顯，導(dǎo)致電網(wǎng)中多次出現(xiàn)低頻振蕩(Low Frequency Oscillation)，直接對各電廠的穩(wěn)定運行造成了威脅，給國民經(jīng)濟的發(fā)展帶來了嚴(yán)重破壞，因此研究電力系統(tǒng)的低頻振蕩具有重要的意義。本文基于小波理論與Prony算法對電力系統(tǒng)低頻振蕩時的電壓和功率信號進行分析，為電力系

2、統(tǒng)隱極同步發(fā)電機低頻振蕩主導(dǎo)模式和阻尼分析提供可靠的理論及工程實際依據(jù)。
　　首先，分析了低頻振蕩的產(chǎn)生條件及信號特征。由于電力系統(tǒng)模型復(fù)雜，很難建立起整個電力系統(tǒng)的動態(tài)運行數(shù)學(xué)模型，本文從局部發(fā)電機運行狀態(tài)和輸出信號入手，分析了實際電力系統(tǒng)信號的非平穩(wěn)性和隨機性特點。考慮到小波分析理論在信號時頻領(lǐng)域分析、非平穩(wěn)信號的去噪濾波和奇異值點敏感的檢測等方面具有良好的效果，因此先對數(shù)字濾波器和小波基本理論進行研究。
　　其次，分析

3、了電力工程系統(tǒng)中的單機無窮大系統(tǒng)模型和隱極同步發(fā)電機的低頻振蕩機理，結(jié)合發(fā)電機的電、磁、機械統(tǒng)一特性，分析出發(fā)電機的轉(zhuǎn)子和定子之間的力矩不平衡導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子頻率擺動和勵磁調(diào)節(jié)器負(fù)阻尼是低頻振蕩的產(chǎn)生的根本原因。
　　然后，以在線辨識的Prony算法為理論依據(jù)分析出電力系統(tǒng)低頻振蕩信號的特點。通過Matlab仿真驗證了Prony算法對非平穩(wěn)信號估計時，容易產(chǎn)生擬合階次高和易受噪聲影響的缺點，進而結(jié)合小波去噪濾波理論和奇異值點分析原理對電

4、力系統(tǒng)低頻振蕩信號進行分析，并利用Matlab仿真驗證算法的可行性。同時經(jīng)過實驗方法找到基于coif5小波基函數(shù)對發(fā)電機輸出信號濾波去噪分析的有效性。在工程上利用新疆哈密電廠的實際低頻振蕩數(shù)據(jù)，驗證了兩種算法結(jié)合的正確性。
　　最后，介紹了發(fā)電機穩(wěn)定運行在線監(jiān)測裝置的軟硬件實現(xiàn)。具體裝置實現(xiàn)過程：在GPS統(tǒng)一授時裝置信號的觸發(fā)下，系統(tǒng)采集發(fā)電機母線電壓和電流信號并通過AD轉(zhuǎn)化，經(jīng)過DSP與CPLD的簡單運算處理，數(shù)據(jù)通過光纖通信傳