CN115060971B - 基于tls-prony的电网电压波形多维参数估计方法 - Google Patents
基于tls-prony的电网电压波形多维参数估计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115060971B CN115060971B CN202210985099.XA CN202210985099A CN115060971B CN 115060971 B CN115060971 B CN 115060971B CN 202210985099 A CN202210985099 A CN 202210985099A CN 115060971 B CN115060971 B CN 115060971B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power grid
- voltage
- vector
- frequency
- grid voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0084—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Geometry (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Algebra (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种基于TLS (Total Least Squares)-PRONY的电网电压波形多维参数估计方法,用于对电网电压波形多维参数进行估计,属于电力系统运行与控制技术领域。
背景技术
电网电压的稳定性对电网能源的高效利用,以及电网负载的安全性都有重要影响。光伏、风力发电等新能源通过场站内的集电线路汇集到电场并网点并连接到外部电网的过程,都会对电网电压的稳定性造成影响。同时,在电网技术中,常需要检测三相电网中每相电压的频率、幅值和相角,以确定各相电压的运行状态。目前电网电压稳定性分析经常采用的是基于PRONY的电网电压多维参量估计方法。PRONY方法(用一组指数项的线性组合来拟合等间距采样数据的方法)采用特征值分解与最小二乘方法估计电网电压的幅度、频率、衰减因子与初始相位等多维参量,当电网电压波动较小时,PRONY方法多维参量估计精度高且波形拟合效果好。
但是,当电网电压波动较大时,PRONY方法多维参量估计精度高与波形拟合效果会明显下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于TLS-PRONY的电网电压波形多维参数估计方法,利用总体最小二乘算法对电网电压波动的抑制能力,设计TLS-PRONY方法,使其具有比PRONY方法更小的电网电压的幅度、频率、衰减因子与初始相位等多维参量的估计误差,使估计值构成拟合波形更贴近真实数据。
为达到上述目的,本发明的技术方案是:
基于TLS-PRONY的电网电压波形多维参数估计方法:针对稳态单频电网电压信号,根据奈圭斯特采样定理采个数据构造为向量,再对做自相关运算,并构造其Toeplitz矩阵;然后对矩阵做奇异值分解,并建立多项式估计电网电压频率与电压衰减因子;接着利用采样数据,估计的电网电压频率电压衰减因子,构造矩阵,并对做奇异值分解估计电压幅度与初始相位。
相对于PRONY方法,TLS-PRONY将总体最小二乘算法引入到PRONY方法中,利用总体最小二乘算法对电网电压波动更强的抑制能力,相比PRONY方法提高了电网电压波形多维参数估计精度。
具体包括以下步骤:
本发明方法能够在电网电压波动较大时更准确地估计出电网电压的幅度、频率、衰减因子与初始相位等多维参量。产生该优点的原因是本发明利用总体最小二乘技术替换了PRONY方法中的最小二乘技术。与现有技术相比,本发明提出的基于TLS-PRONY的电网电压波形多维参数估计方法能够在更大的电压波动变化范围内给出精确的多维参数估计值,能够有效提高对电网电压波形的拟合效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为基于TLS-PRONY的电网电压波形多维参数估计方法流程图。
图2为信噪比从10dB到20dB时的各参数估计误差比较图。
图3为信噪比从10dB到20dB时总体估计误差比较图。
图4为信噪比为20dB时电压多维参数估计后的拟合效果比较。
具体实施方式
基于TLS-PRONY的电网电压波形多维参数估计方法,如图1-4所示,针对稳态单频电网电压信号,根据奈圭斯特采样定理采个数据构造为向量,再对做自相关运算,并构造其Toeplitz矩阵;然后对矩阵做奇异值分解,并建立多项式估计电网电压频率与电压衰减因子;接着利用采样数据,估计的电网电压频率电压衰减因子,构造矩阵,并对做奇异值分解估计电压幅度与初始相位。
如图1所示,具体包括以下步骤:
1、顺序选取一段采样序列
2、获得自相关向量对采样序列做自相关运算,获得自相关向量
3、对Toeplitz矩阵做奇异值分解并建立参数估计多项式
4、估计电网电压频率与衰减因子
5、构造新矩阵,并估计电压幅度与初始相位
仿真结果:
本发明针对基于TLS-PRONY的电网电压波形多维参数估计方法仿真。仿真中,设,,,幅度为伏特,衰减因子,频率为,初始相位为,采样频率为,为零均值高斯白噪声。信噪比为10dB时的一段带扰动的采样序列,如图2所示。从图3与图4可以看出基于TLS-PRONY的电网电压波形多维参数估计方法在信噪比相对较低时具有减小多维参量估计误差的效果,并且估计值构成的拟合波形更贴近真实数据。
由上述仿真结果可知,本发明能够在更大的电压波动变化范围内更准确地估计出电网电压的幅度、频率、衰减因子与初始相位等多维参量,对电网电压波形的拟合效果具有明显提高。
上述实施例不以任何方式限制本发明,凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.基于TLS-PRONY的电网电压波形多维参数估计方法,其特征在于:针对稳态单频电网电压信号,根据奈圭斯特采样定理采个数据构造为向量,再对做自相关运算,并构造其Toeplitz矩阵;然后对矩阵做奇异值分解,并建立多项式估计电网电压频率与电压衰减因子;接着利用采样数据,估计的电网电压频率电压衰减因子,构造矩阵,并对做奇异值分解估计电压幅度与初始相位;
包括以下步骤:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210985099.XA CN115060971B (zh) | 2022-08-17 | 2022-08-17 | 基于tls-prony的电网电压波形多维参数估计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210985099.XA CN115060971B (zh) | 2022-08-17 | 2022-08-17 | 基于tls-prony的电网电压波形多维参数估计方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115060971A CN115060971A (zh) | 2022-09-16 |
CN115060971B true CN115060971B (zh) | 2022-11-01 |
Family
ID=83207444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210985099.XA Active CN115060971B (zh) | 2022-08-17 | 2022-08-17 | 基于tls-prony的电网电压波形多维参数估计方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115060971B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108182529A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-19 | 河海大学常州校区 | 一种微电网运行时的不确定因素辨识方法 |
CN109541306A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-29 | 华北电力大学 | 一种基于tls-esprit的谐波间谐波检测方法 |
CN112688324A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-04-20 | 福建工程学院 | 基于FastICA与TLS-ESPRIT的电力系统低频振荡模态辨识方法 |
CN113468474A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-10-01 | 南京易司拓电力科技股份有限公司 | 基于根Mini-Norm的电网频率估计方法 |
CN114586097A (zh) * | 2019-11-05 | 2022-06-03 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 差分定向传感器系统 |
-
2022
- 2022-08-17 CN CN202210985099.XA patent/CN115060971B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108182529A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-19 | 河海大学常州校区 | 一种微电网运行时的不确定因素辨识方法 |
CN109541306A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-29 | 华北电力大学 | 一种基于tls-esprit的谐波间谐波检测方法 |
CN114586097A (zh) * | 2019-11-05 | 2022-06-03 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 差分定向传感器系统 |
CN112688324A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-04-20 | 福建工程学院 | 基于FastICA与TLS-ESPRIT的电力系统低频振荡模态辨识方法 |
CN113468474A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-10-01 | 南京易司拓电力科技股份有限公司 | 基于根Mini-Norm的电网频率估计方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
高速铁路车网耦合系统网压振荡模态分析与对策;付莉等;《电力系统保护与控制》;20160101;第44卷(第1期);第24-32页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115060971A (zh) | 2022-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111679158A (zh) | 基于同步量测数据相似度的配电网故障辨识方法 | |
CN110514954B (zh) | 一种基于pmu数据的电力线路故障诊断方法及系统 | |
Xie et al. | Improved synchrophasor measurement to capture sub/super‐synchronous dynamics in power systems with renewable generation | |
CN109146336B (zh) | 一种基于t分布的电力系统鲁棒状态估计方法 | |
CN106405285A (zh) | 一种电力系统故障录波数据突变时刻检测方法及系统 | |
Rivas et al. | Adaptive current harmonic estimation under fault conditions for smart grid systems | |
CN103427405B (zh) | 基于高阶累积量的输电线路差动保护方法 | |
CN116520095B (zh) | 故障测距方法、系统以及计算机可读存储介质 | |
CN107091958A (zh) | 一种输电线路参数在线辨识系统及其辨识方法 | |
CN111562521A (zh) | 量程自适应电力系统信号采集方法 | |
Terzija et al. | Two-stage improved recursive Newton-type algorithm for power-quality indices estimation | |
CN115060971B (zh) | 基于tls-prony的电网电压波形多维参数估计方法 | |
Gurusinghe et al. | Efficient algorithms for real‐time monitoring of transmission line parameters and their performance with practical synchrophasors | |
CN110703134B (zh) | 一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法 | |
Xia et al. | Development and implementation of a variable-window algorithm for high-speed and accurate digital distance protection | |
CN113468474B (zh) | 基于根Mini-Norm的电网频率估计方法 | |
CN113850425B (zh) | 基于改进的广义极大似然估计的配电网状态估计方法 | |
CN112285421B (zh) | 基于最小范数准则的系统侧谐波阻抗估计方法 | |
Rathod et al. | Implementing two stage hybrid state estimation with various approaches | |
Ruan et al. | Improved Prony method for high-frequency-resolution harmonic and interharmonic analysis | |
CN112649694B (zh) | 一种小电流接地系统单相接地故障的判定方法 | |
CN110007195B (zh) | 基于电流不平衡量的scada不良数据剔除方法及系统 | |
CN112345876A (zh) | 一种适用于间隔式dtu的故障定位方法及系统 | |
CN110736879A (zh) | 一种短波射频直采桥式矢量阻抗检测方法 | |
Jiale et al. | Transmission line pilot protection based on phase segregated model recognition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |