基于数学形态学滤波技术和TLS-ESPRIT算法的低频振荡模式辨识研究.pdf

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1、第40卷第3期电力系统保护与控制Vl0l_40NO．32012年2月1日PowerSystemProtectionandControlFeb．1，2012基于数学形态学滤波技术和TLS．ESPRIT算法的低频振荡模式辨识研究董超1,27刘涤尘，廖清芬，党杰，张彪，孙文涛(1．武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072；2．广东电网电力调度中心，广东广州510600；3．华中电网有限公司，湖北武汉430077)摘要：针对传统Prony方法对噪声敏感和辨识精度不高的局限性，提出一种新的低频振荡模式辨识方法，实现了在有噪声干扰情况下低频振荡模式的准确辨识。该方法

2、基于数学形态学设计出一种多结构元素的并行复合形态滤波器，可有效滤除多种噪声，保留更多的有用信息。对消噪后的信号采用基于总体最小二乘法一旋转不变技术的信号参数估计(TLS—ESPRIT)算法进行辨识，从而获取低频振荡各个模式参数。通过算例仿真，说明所提出的方法是可行和有效的。关键词：低频振荡；数学形态学；TLS—ESPRIT算法；振荡模式辨识ResearchonidentifyinglowfrequencyoscillationmodesbasedonmathematicalmorphologyfilteringtechniqueandTLS-ESPRITa

3、lgorithmDONGChao．一，LIUDi．chen，LIAOQing．fen，DANGJie。，ZHANGBiao，SkINWen-tao(1．SchoolofElectricalEngineering，WuhanUniversity,Wuhan430072，China；2．ElectricPowerDispatching&ControlCenterofGuangdongPowerGrid，Guangdong510600，China；3．CentralChinaGridCompanyLimimd，Wuhan430077，China)Abstract

4、．Aimingathowtoavoidthelim~ationsofPronymethodthatiSsensitivetonoiseandnotSOaccurate．anewmethodforidentilyinglowfrequencyoscillationmodesisproposed．Itrealizesaccurateidentificationofoscillationmodeswithmassofnoise．Themethodisbasedonmathematicalmorphologytodesignaclassofgeneralizedm

5、ulti-·structuring·-elementsparallelcomplexmorphologyfiltemThemorphologicalfilterisappliedtoefectivelysuppressthenoisesandretainthemaincharacteristiccomponentsofsigna1．TLS-ESPRITalgorithmisthenusedtodetectthede-noisedsignalandobtainthelowfrequencyoscillationmodes．ThesimulativeresuR

6、shaveshownthatthemetl1odisfeasibleandeffective．ThisworkissupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51077103)．Keywords：lowfrequencyoscillation；mathematicalmorphology；TLS-ESPRITalgorithm；oscillationmodeidentification中图分类号：TM712文献标识码：A文章编号：1674-3415(2012)03-0114—05隔数据，能够直

7、接获取信号的频率、衰减系数、幅0引言值和相位，但在实际应用中，Prony方法存在阶数电力系统低频振荡是制约区域功率输送的重要选取和对噪声敏感等难以克服的问题J，尤其在大因素，成为威胁电网安全稳定运行的问题之一【J～。噪声下甚至根本不能辨识出正确结果，直接影响到对主导模式的识别。随着广域测量系统(WAMS)相关技术的快速发展，数学形态学(MathematicalMorphology，MM)为使用各种信号分析方法从实测信号中提取振荡信是一种由图像处理演变而来的方法，由于计算快速、息提供了基础【5-6j。在信号分析方法中，傅里叶变换、简便，去噪和重构信号能力强，

8、已广泛应用于电力小波变换等应用广泛，但很难提取信号的衰减特系统信号