数据驱动的电力系统强迫振荡源定位

汇报人：姜涛 单位：东北电力大学 研究背景 二、广域量测信息中强迫振荡分量提取 汇报提纲 三、数据驱动的强迫振荡源定位 四、强迫振荡源定位性能提升 五、结论与展望 研究背景 强迫振荡具有起振快、随机性强失去振荡源后快速平息的特点，若不采取有效措施及时抑制，持续的强迫振荡将严重威胁电网的安全稳定运行 研究背景 快速准确定位强迫振荡源是抑制强迫振汤的关键 耗散能量流(dissipatingenergyflow,DEF)由于物理意义清晰、计算简单定位精度高已在实际电网得到广泛应用 研究背景 耗散能量流借助网络中能量流向瓣识振汤源及振荡路径 强迫振荡期间，强迫振荡源持续向电网注入振荡能量 受限于振荡时变特性振荡模式可观性量测噪声干扰等因素，传统耗散能量流方法定位精度受限 研究背景 >数据驱动的强迫振荡源定位研究思路： 一、研究背景 二、广域量测信息中强迫振荡分量提取 汇报提纲 三、数据驱动的强迫振荡源定位 四、强迫振荡源定位性能提升 五、结论与展望 强迫振荡分量提取 【强迫振荡分量时域提取方法】 采用多元经验模态分解（MEMD）对量测信息进行同步分解 强迫振荡分量提取 【强迫振荡分量时域提取方法】 算例分析 强迫振荡量测数据 所提方法可对多通道量测信息进行同步分解，进而有效提取振荡分量相较单通道方法计算效率更高 强迫振荡分量提取 （强迫振荡分量的自适应时-频域能量提取方法） 电力系统强迫振荡模式呈现时变特征和多模态特征。 关键技术：准确辨识强迫振荡频率时变特征并提取出各量测信息中隐含的多个强迫振荡分量。 强迫振荡分量提取 【强迫振荡分量的自适应时-频域能量提取方法】 利用时-频分析技术和自适应时-频域能量國值提取强迫振荡分量 强迫振荡分量自适应提取方法 振荡分量搜素过程 多通道时频系数矩阵 强迫振荡分量提取 强迫振荡分量的自适应时-频域能量提取方法】 强迫振荡分量提取 （强迫振荡分量的自适应时-频域能量提取方法 所提方法可有效瓣识振荡模式的时变和多模态特征，准确提取出强迫振荡分量。 一、研究背景 二、广域量测信息中强迫振荡分量提取 汇报提纲 三、数据驱动的强迫振荡源定位 四、强迫振荡源定位性能提升 五、结论与展望 三强迫振荡源定位 【强迫振荡源时域定位方法】 时域耗散能量流 算法流程 借助Teager能量提取强迫振荡IMF分量 构建量测信息矩阵 n()()P()g()AInU(2)4f(2)P(2)Q,(2)X=MMMMSnU((n)P()) 采用多元经验模态分解 基于MEMD的时域DEF计算 三强迫振荡源定位 三强迫振荡源定位 【强迫振荡源频域定位方法】 根据Parseval定理，将传统耗散能量流进一步推广至频域，提高定位效率 频域耗散能量谱推导 三强迫振荡源定位 各发电机的耗散能量谱均在0.8789Hz频率处出现峰/谷值。发电机G1在振荡频率0.8789Hz处的耗散能量谱为负且绝对值最大，定位出强迫振荡源。 三强迫振荡源定位 （强迫振荡源时频域定位方法） 借助同步压缩变换（SST)技术，对频域定位方法做进一步扩展，提升强迫振荡频率估计精度。 同步压缩变换 与频域耗散能量谱的结合 基于同步压缩变换的耗散能量谱 时频域变换Ga,(t,)=g(u-1)AP,(u)eta(-)du 振荡频率估计精度提升 三强迫振荡源定位 算例分析 所提方法对含多次谐波的强迫振荡频率具有较好的估计效果，可准确定位强迫振荡源相较CWT方法，所提同步压缩方法估计的强迫振荡频率精度更高。 三强迫振荡源定位 传统时域方法计算的DEF呈现非单调趋势，无法定位强迫振荡源所提方法可在频域直接估计强迫振荡频率进而定位强迫振荡源。 三强迫振荡源定位 （强迫振荡源时-频域定位方法） 借助时频分析技术将耗散能量流扩展至时-频空间 强迫振荡源定位三 （强迫振荡源时-频域定位方法】 三强迫振荡源定位 （强迫振荡源时-频域定位方法） 算例分析-时变振荡场景 V向节点4231所连发电机的调速系统持续注入振荡频率为0.54Hz的正弦信号，60秒后正弦信号的振荡频率改变为0.68Hz。 有效辨识出强迫振荡频率的时变特征；所提定位方法在系统可观性受限情况下，可有效辨识出5031节点与振荡源相邻 一、研究背景 二、广域量测信息中强迫振荡分量提取 汇报提纲 三、数据驱动的强迫振荡源定位 四、强迫振荡源定位性能提升 五、结论与展望 四、强迫振荡源定位性能提升 四、强迫振荡源定位性能提升 所提方法能够准确定位强迫振荡源耳具有较强的鲁棒性所提方法对量测信息进行同步分解，具有较高的计算效率 四、强迫振荡源定位性能提升 所提方法能可实现量测信息的司步自适应分解，准确提取出强迫振荡分量所提方法对含噪声的实测数据具有较好的鲁棒性。 四、5强迫振荡源定位性能提升 四、强迫振荡源定位性能提升 四、强迫振荡源定位性能提升 算例分析 √各电气量均在第4个频带处能量权重最高，表明该频带包含系统主导强迫振荡模式DDT为强迫振荡源 所提强迫振荡源多通道时-频域定位方法对电力系统实测数据具有较好的强迫振荡分量提取效果，并准确定位强迫振荡源。 一、研究背景 二、广域量测信息中强迫振荡分量提取 汇报提纲 三、数据驱动的强迫振荡源定位 四、强迫振荡源定位性能提升 五、结论与展望 五、结论与展望 【总结】 围绕数据驱动的强迫振荡源定位开展了强迫振荡分量提取、强道振荡源时-频域与频定位、强迫振荡源多通道定位性能提升三方面开展了研究 针对强迫振荡分量提取方面，提出了基于自适应时-频域能量的强迫振荡分量提取方法，对时变多模态强迫振荡具有较好的提取效果：提出了基于MEMD的强迫振荡分量提取方法，实现了多通道量测信息振荡分量的同步提取。 针对强迫振荡源定位方面，将传统时域耗散能量流进一步推广至时-频域和频域提出了强迫振荡源时域、时-频域与频域协同定位方法，可为强迫振荡分析提供丰富的参考信息。 针对强迫振荡源多通道定位性能提升方面，充分计及电力系统量测信息相关性提出了基于MSST的强迫振荡源多通道时-频域定位方法，以提升强迫振荡源定立精度与效率：提出了基手MVMD的强迫振荡源多通道定位方法，具有较强的鲁棒性。 结论与展望五、 五、结论与展望 【展望】 探究新能源、电力电子设备扰动源的定位方法。 [1] T.Jiang, B.Liu, G.Liu, et.al.Forced Oscillation SourceLocation of Bulk Power Systems Using Synchrosqueezing WaveletTransform [JJ.IEEE Trans. Power Systems, doi: 10.1109/TPWRS.2024.3351915. (early access) [2] T. Jiang, B. Liu, B. Wang, et.al. Forced Oscillation Source Location in Power Systems Using MVMD-assisted DEF in TF Plane [J]IEEETrans.Power Systems, doi:10.1109/TPWRS.2024.3375310. (early access) [3]姜涛，刘博涵，李雪，等.基于多元同步压缩变换的电力系统强迫振荡源定位[].中国电机工程学报，2024，44(01)：46-58[4]姜涛，高洽，李雪，等.电力系统强迫振荡源定位的耗散能量谱方法[].中国电机工程学报，2023,43(08):2940-2953.[5]姜涛，刘博涵，李雪，等.基于多元经验模态分解的电力系统强迫振荡源定位[]].中国电机工程学报，2022,42(22)：8063-8074.[6]姜涛,刘博涵,李雪，等.基于自适应投影多元经验模态分解的电力系统强迫振荡源定位[].电工技术学报，202338(13):3527-3538[7]姜涛，高洽，李筱静，等.基于小波耗散能量谱的电力系统强迫振荡源定位[].电工技术学报,2023,38(07)：1737-1750,[8]姜涛，叶楠，李国庆电力系统强迫振荡源定位的时-频域耗散能量流方法[J/OL].电力系统自动化：1-19.（网络首发)[9]姜涛，李孟豪，李雪，等.电力系统强迫振荡源的时频域定位方法[].电力系统自动化,2021,45(09):98-106. 谢谢！ 请各位专家批评指正！ 东北电力大学姜涛