基于Prony算法的电力系统低频振荡模式识别解读

内蒙古科技大学

本科生毕业设计说明书（毕业论文）

题目：基于Prony算法的电力系统

低频振荡的模式识别

学生姓名：谢霞

学号：200867130301

专业：电气工程及其自动化

班级：电气2008-3班

指导教师：杨培宏讲师

基于Prony算法的电力系统低频振荡的模态识别

摘要

随着电网的日益扩大，大容量机组在电网中不断的投运以及高放大倍数的励磁系统的使用，使得系统中低频振荡现象时有发生。研究在线的模态的辨识是实现电力系统低频振荡在线监视以及抑制低频振荡的重要理论基础。为了研究电力系统低频振荡，人们提出了许多方法。而Prony算法可以通过给定输入信号下的响应直接估计系统的振荡频率、衰减因子、幅值和相位。在实际应用中，将现场测量的低频振荡数据进行Prony分析，从而得到低频振荡的模型组成，包括各个模型的频率、振幅、衰减因子和相角。因此，Prony算法在电力系统低频振荡分析中得以广泛应用。但Prony算法也有其局限性，如受噪声影响较大等。

关键词：电力系统；低频振荡；Prony分析

Power system low frequency oscillation mode

identification based on Prony method

Abstract

With the growing of power grid, that large capacity units in power grid are continuous operated and the excitation system with high magnification is used makes the system often happen low frequency oscillations. Study of online model identification is the important theoretical basis of the realization of power system low frequency oscillation monitoring as well as damping. In order to study the low frequency oscillation in power system, the people proposed many methods. The Prony method can use the input signal response to directly estimate the oscillation frequency, damping, amplitude and phase. In practical application, Prony analysis analyse the low frequency oscillation data of situation measurement and obtain the low frequency oscillation models, including the frequency, amplitude, damping and phase angle of every model .Therefore, the Prony method is widely applied in low frequency oscillation of power system. But Prony algorithm has its limitations, such as the noise influence.

Key words: Electric power system; Low frequency oscillation; Prony analysis

目录

摘要........................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................... II 第一章绪论 . (1)

1.1 电力系统低频振荡的定义 (1)

1.2 低频振荡的分类 (1)

1.3 电力系统低频振荡产生的原因 (2)

1.4 电力系统低频振荡研究的意义 (3)

第二章电力系统低频振荡的研究方法 (5)

2.1 低频振荡产生的机理 (5)

2.1.1 负阻尼机理 (5)

2.1.2 共振机理 (6)

2.1.3 非线性理论机理 (7)

2.1.4 分歧理论 (7)

2.1.5 其它振荡机理 (7)

2.2 低频振荡常用的分析方法 (8)

2.2.1 数值仿真法 (8)

2.2.2 特征值分析法 (8)

2.2.3 频域方法 (8)

2.2.4 非线性理论分析法 (9)

2.2.5 Prony分析法 (9)

第三章Prony算法及其特点 (11)

3.1 Prony算法 (11)

3.1.1 Prony算法的介绍 (11)

3.2 傅里叶变换、小波分析和Prony算法的比较 (16)

3.2.1 傅里叶变换 (16)

3.2.2 小波分析 (17)

3.2.3 Prony分析方法 (18)

第四章Prony分析方法在研究电力系统低频振荡中的应用 (19)