【摘 要】
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大规模风电/光伏等可再生能源发电、高压交直流输电接入电网,使电力系统呈现高度电力电子化趋势。电力电子装置规模化的运用,为电网注入大量低频、高频分量。目前,现有同步相量测量技术重点关注窄带基频信号测量,为促进电力电子化电网运行监控能力提升,亟需探索以宽频相量测量数据为支撑的新一代全景式宽频相量测量技术。同时,电力电子化电网除宽频分量以外,还含有噪声分量,因此本文从多态噪声干扰条件下电力参数的低频分量
【基金项目】
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国网辽宁省科技项目“多频段交流采样关键技术研究与应用”(2020YF-16);
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大规模风电/光伏等可再生能源发电、高压交直流输电接入电网,使电力系统呈现高度电力电子化趋势。电力电子装置规模化的运用,为电网注入大量低频、高频分量。目前,现有同步相量测量技术重点关注窄带基频信号测量,为促进电力电子化电网运行监控能力提升,亟需探索以宽频相量测量数据为支撑的新一代全景式宽频相量测量技术。同时,电力电子化电网除宽频分量以外,还含有噪声分量,因此本文从多态噪声干扰条件下电力参数的低频分量、工频分量的高精度相量测量等问题展开研究。研究成果主要包括:(1)针对低频分量测量,首先研究Prony算法基本原理及特性,该算法可准确地辨识出不含噪信号,但对于含噪信号则存在较大误差,接着研究EEMD算法去噪原理,该算法虽然能将含噪信号分解为一些列IMF,但传统EEMD去噪法表现出去噪不彻底、有用信号被误滤缺点;据此本文提出基于EEMD-Robust ICA-Prony算法的高精度低频分量相量测量方法,通过该方法对低频分量进行测量,有效地克服Prony算法受噪声干扰不足,同时解决传统EEMD去噪效果差的问题,通过Matlab仿真软件表明,本文提出的EEMD-Robust ICA-Prony算法能更好的去除噪声且更加准确的实现低频分量的高精度相量测量。(2)针对工频分量测量,首先分析传统标准FFT算法的不足,接着系统研究了全相位FFT和TLS-ESPRIT算法优缺点,发现全相位FFT在相位检测方面表现出较强的优势,相位不会因频率偏差而发生变化。频率相近的情况下,全相位FFT频率分辨能力低下,但TLS-ESPRIT算法对频率表现出较高的分辨能力,能良好处理频率相近的问题,但是计算过程十分复杂,不能对相位、幅值作出合理的检测。本文结合二者优点,提出全相位FFT-TLS-ESPRIT综合算法,能保障相位、频率具有良好的检测精度,还能起到降低计算量,提高计算速度的作用。通过算例仿真,验证全相位FFT-TLS-ESPRIT算法有效性,可以实现对工频分量的高精度相量测量。
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