1.一种基于随机响应信号的电力系统低频振荡模式在线辨识方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤A:采集一段滤波后的电力系统的同步量测单元所记录的m台发电机角速度的L个量测信号x=[x1 x2 … xm],其中xi=[xi(1) xi(2) … xi(L)]Τi=1,2,…,m;
步骤B:将所采集的电力系统随机响应信号作去均值处理,得到长度为L的随机响应信号序列△x=[△x1 △x2 … △xm];
步骤C:将随机响应信号序列△x输入到基于自然激励技术的信号处理模块,提取电力系统自由振荡信号序列△y=[△y1 △y2 … △ym];
步骤D:将自由振荡信号作为多参考点复指数法方法的输入,对自由振荡信号进行模式辨识,得到低频振荡模式的频率和阻尼比;
所述步骤C利用自然激励技术处理随机响应信号得到自由振荡信号具体包括:C1:选定参考点j,按照下式计算量测点i的响应△xi(t)和参考点j的响应△xj(t)t=1,
2,…,L之间的互功率谱密度S(ω,i,j)其中, 表示△xi(t)的傅里叶变换的共轭,即 △xjt(ω)表示△xj(t)的傅里叶变换;
C2:按照下式对互功率谱密度进行傅里叶逆变换得到△xi(t)、△xj(t)互相关函数Rij(τ)C3:对量测点i和参考的j之间的互相关函数Rij(τ)按照时间间隔△t采样,并作为系统的自由振荡信号序列△y=[△y1 △y2 … △ym],其中△yi=[Rij(0) Rij(1) … Rij(L)]Rij(k)=Rij(k△t),k=0,1,…,L所述步骤D将所述自由振荡信号作为多参考点复指数法的输入,对自由振荡信号进行模式辨识,得到低频振荡模式的频率和阻尼比具体包括:D1:利用自由振荡信号构造扩展Hankel矩阵H;
利用步骤C中所述自由振荡信号△y中的数据构造扩展Hankel矩阵H其中,p为信号模型的阶数;
D2:利用奇异值分解法计算信号模型的阶数p;
D3:由△yi构造Hankel矩阵H,H满足多变量自回归过程,按下式建立线性矩阵方程,并利用最小二乘法求解系数矩阵其中, B(1)至B(P)均为列向量,表示B矩阵中的元素,R=[△y(p) △y(p+1) … △y(p+r-1)]m×r;
D4:按下式特征值方程建立多项式矩阵,求解广义特征值矩阵U′和广义右特征向量矩阵U′=-U, 其中,U表示是系统真实的特征值矩阵,Φ是系统真实的右特征向量矩阵,包含振荡模态信息;
D5:按下式计算系统真实特征值矩阵和右特征向量矩阵,即振荡模态:U=eΛ△t=-U′
D6:计算振荡频率fi和阻尼比ζi;
记ui为U的第i列元素, 对第i阶模态有并得到振荡模式的频率和阻尼比为