基于Dice系数准则的电力系统扰动定位方法研究

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随着社会的发展,电力系统建设的规模越发庞大,特别是近年来各种大容量远距离输电系统的建成以及大规模交直流混联电网的投入使用,使得电力系统稳定传输的安全问题更加突出,因此对电力系统安全稳定运行问题研究提出了新的需求。电网发生大型故障之前通常会在部分区域发生发电机、负荷由于未知原因从系统中退出运行之类的相关扰动,根据这些扰动提取相关信息并分析,可实现对扰动点的及时定位,从而可供继电保护装置及时动作响应,最终达到快速排除扰动,降低潜在风险的目的。因此,扰动定位的研究对维护电网安全稳定运行有着重大意义。论文主要研究工作包含以下几个方面:(1)首先基于过完备字典法构建电力系统扰动定位模型,并利用Dice系数准则对于正交匹配追踪算法中参与迭代计算原子的形式进行重构,替换原始正交匹配追踪算法中的内积法构造形式,使其更利于在迭代计算中选取最佳匹配原子。(2)其次,采用基于Dice系数准则改进的正交匹配追踪算法对电力系统中发电机侧进行扰动定位仿真实验,并与原始正交匹配追踪算法的仿真结果进行对比。通过仿真算例,证明了基于Dice系数准则改进的原子构造相比于常见的匹配追踪类算法中使用的内积法,对最佳匹配原子的选择能力更加出色,保证了信号恢复的精度。(3)将基于Dice系数准则的改进算法应用在电力系统负荷侧扰动定位仿真实验中,并与原始算法的仿真结果进行对比,体现改进算法对负荷侧扰动的定位成功率的提升性能。并将Dice系数准则应用在迭代阈值构造上进行对照实验,进一步验证本文所提改进算法的可靠性。通过本文研究进行的仿真实验,基于Dice系数准则改进的正交匹配追踪算法可在采集数据有限的情况下在扰动出现后实现准确定位,同时,相比于原始正交匹配追踪算法,能有效提升负荷侧扰动定位的成功率,证明了本文改进算法在电力系统扰动定位的研究中具备可行性及可靠性,具有一定的工程实际意义。
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