基于類噪聲量測數據的自動發電控制振蕩模式辨識方法

李凱斌，陳 磊，閔 勇，侯凱元，沈 毅，王克非

（1. 清華大學電機工程與應用電子技術系，北京市 100084；2. 國家電網有限公司東北分部，遼寧省沈陽市 110180）

0 引言

頻率振蕩是一種區別于傳統低頻振蕩的振蕩類型，其振蕩頻率一般低于0.1 Hz，又被稱為超低頻振蕩。該振蕩表現為系統各處的頻率同調振蕩［1］。在頻率振蕩中，由一次調頻過程引發的振蕩稱為一次調頻振蕩，其對應的模式稱為調速器模式；由自動發電控制（automatic generation control，AGC）引發的振蕩稱為AGC 振蕩，其對應的模式稱為AGC 振蕩模式，或簡稱AGC 模式［2］。在頻率振蕩中，對于一次調頻振蕩的研究較多［3］，而AGC 振蕩的研究主要集中于基本振蕩原理［4-6］、影響因素［7-9］和控制策略的研究。實際電網中發生過的幾次AGC 振蕩事件［10］，都呈現振蕩突然發生并持續較長時間的特征。監測AGC 模式，對避免此類振蕩事件的發生具有現實意義。

系統的振蕩模式可以通過搭建數學模型來獲得［11］，也可以通過對量測信號進行分析獲得。基于量測信號識別系統振蕩模式的方法可以分為基于大擾動信號的方法［12］和基于小擾動信號的方法［13］。基于大擾動信號的方法依賴于大擾動的發生，無法實時掌握模式的信息；而基于小擾動信號的方法則在系統正常運行時就能實施。系統中小的負荷隨機擾動，會導致系統量測信號中出現隨機響應（也稱為類噪聲信號），可以利用該類噪聲信號對系統振蕩模式進行估計［14］。

隨機子空間法［15］是一種基于類噪聲信號的振蕩模式辨識方法，該方法除了能夠計算出系統的振蕩模式，還能同時識別出對應的模態，且模態估計比較準確［16］，在土木工程領域已有比較成熟的應用［17-18］，在電力系統領域，也已被用于低頻振蕩模式的在線辨識［19-20］。……