基于多元经验模态分解的风电并网系统次同步振荡检测

随着风电的大规模并网,电力系统次同步振荡(SSO)事件频发,严重威胁电网的安全稳定运行。实现风电并网系统SSO的准确检测,对保障系统稳定运行具有重要意义。现有的基于量测数据的SSO检测方法多为单通道方法,难以兼顾系统全局SSO特性。为此,文章提出了一种基于多元经验模态分解(MEMD)的风电并网系统SSO检测方法。首先,对风电并网点量测数据进行多元经验模态分解,进而借助Teager-Kaiser能量算子(TKEO)筛选出含SSO模式的IMF分量;然后,采用希尔伯特黄变换(HHT)辨识次同步振荡频率及阻尼比;最后,结合改进的4机2区域测试系统的仿真数据对所提SSO检测方法进行测试,结果验证了所提方法的有效性。

基于同步相量数据的次同步振荡检测与模态参数辨识方法

新能源集中并网已引发了多起次同步振荡(sub-synchronousoscillation,SSO)事故,严重威胁电力系统安全稳定。为对SSO进行实时预警与分析,提出一种基于同步相量数据的SSO检测与模态参数辨识方法。首先,推导SSO与同步相量中SSO分量实部、虚部的对应关系,在此基础上,选取同步相量实部作为特征量;其后,分析了SSO振荡特性变化时,同步相量中SSO分量的表现形式,并引入变分模态分解(variationalmodedecomposition,VMD)与希尔伯特变换(Hilbert transform,HT)对同步相量中SSO分量进行模态参数辨识,进而根据对应关系实现SSO模态参数的准确辨识。最后,利用同步相量中SSO分量瞬时幅值的差分来检测SSO振荡特性是否变化,并通过合成信号、电磁暂态仿真数据与实测数据对所提方法的有效性进行验证,该方法的理论成果有望在未来为SSO的实时预警,辅助决策提供技术支撑。

空中作业机器人机械臂速度环PI振荡检测方法研究

为了实时检测作业机器人运动控制用的永磁同步电机的转速是否振荡,该文提出了一种速度环PI振荡检测方法。通过分析反馈速度数据和观测速度数据以及二者的差异数据集来判断速度振荡故障,使用降阶状态观测器获得观测速度数据,对反馈速度数据和差值数据进行滑动平均滤波,以抑制周期性干扰并提高高频振荡系统的平滑度。仿真结果验证了该速度振荡检测方法的有效性。

基于四阶混合平均累积量对角切片的低频振荡检测与类型判别

电网中常见的低频振荡包括负阻尼低频振荡和强迫功率振荡,精确有效的低频振荡检测与类型判别对保障电网安全稳定运行十分重要。提出基于四阶混合平均累积量（fourthorder mixed mean cumulant,FOMMC）对角切片的低频振荡检测与类型判别方法。首先推导两种低频振荡的FOMMC对角切片数学表达式,并据此定义振荡检测指标,以检测低频振荡的发生。然后从高阶统计特征的角度深入对比分析两种低频振荡的FOMMC对角切片,并提出根据FOMMC对角切片的峰度判别低频振荡类型的方法。由于利用了低频振荡FOMMC对角切片与原振荡信号包含振荡模态的一致性和对高斯信号的自然盲性,上述方法不受随机功率波动或量测噪声造成的高斯色噪声的影响,即使在信噪比很低的情况下,仍然能够准确检测低频振荡并正确判别振荡类型。华东电网中的仿真结果验证了所提方法的有效性、准确性和抗噪性。

过程控制系统中振荡检测与诊断技术进展

介绍了过程控制系统中引起振荡的一些主要原因,并从单回路与厂级多回路控制系统的角度分别对新近主要的振荡检测与诊断技术进行介绍,对各种方法进行了简要评述,同时指出一些新的研究发展趋势。

改进多维本质时间尺度分解的厂级振荡检测

随着现代工业的发展,控制回路的厂级振荡检测已成为控制性能评估的重要研究内容。针对多维本质时间尺度分解(MITD)算法在分解复杂的多维信号时无法较好地提取原信号的局部特征的问题,提出了一种改进的多维本质时间尺度分解(IMITD)。该算法通过对信号进行端点延拓、选取多维信号基线节点和增加筛选内循环的方法,更好地保留了原信号局部特征和时频信息,在控制回路的厂级振荡检测上提高了检测的准确性。仿真信号和工业实例验证了改进的多维本质时间尺度分解算法在工业多回路振荡检测中的优越性。

全厂控制回路振荡检测与平台的构建

全厂级别控制回路振荡检测在工业自动化生产中有着重要的意义。在基于互相关函数、转移熵、格兰杰因果关系检验等三种方法的基础上,对仿真数据进行了计算,并且应用MATLAB GUI设计了包含上述三种方法的控制回路振荡源检测平台。通过仿真数据进行振荡源检测,结果初步证明了平台的有效性。

脉冲振荡检测在慢性阻塞性肺疾病和支气管哮喘鉴别诊断中的价值

目的分析脉冲振荡检测(IOS)参数在慢性阻塞性肺疾病(COPD)和支气管哮喘(哮喘)中的差异,建立基于IOS参数的COPD和哮喘鉴别诊断模型,探讨IOS在评估COPD严重程度中的价值。方法本研究为横断面研究。采用目的抽样法,回顾性收集2021年1月至2023年9月于郑州大学第一附属医院就诊的确诊为COPD的患者133例和哮喘患者112例,分别纳入COPD组和哮喘组,入组患者均配合完成IOS检查。提取患者的临床资料,分析IOS参数[共振频率(Fres)、5 Hz时的阻力(R5)、R5占预计值百分比(R5%pred)、20 Hz时的阻力(R20)、R20占预计值百分比(R20%pred)、5 Hz和20 Hz时阻力的差值(R5-R20)、5 Hz时的电抗(X5)]与肺量计参数[第1秒用力呼气容积(FEV_(1))、FEV_(1)占预计值百分比(FEV_(1)%pred)、FEV_(1)/用力肺活量(FVC)]之间的相关性,通过t检验或Mann-WhitneyU检验分析2组IOS参数的差异,并将IOS参数纳入多因素logistic回归分析,筛选鉴别COPD的独立影响参数以构建诊断模型,并通过受试者操作特征曲线评估模型和IOS独立参数的诊断效能。根据慢性阻塞性肺疾病全球倡议(GOLD)分级,将COPD组患者分为GOLD 1-2组、GOLD 3-4组,进一步研究IOS对COPD严重程度评估的价值。结果COPD组133例,其中男101例,女32例,年龄(60.12±11.44)岁;哮喘组112例,其中男51例,女61例,年龄(46.48±15.43)岁。Spearman相关分析结果显示,IOS参数Fres、R5、R5%pred、R20、R20%pred、R5-R20与肺量计参数(FEV_(1)、FEV_(1)%pred、FEV_(1)/FVC)呈负相关,X5与上述肺量计参数呈正相关(rs值分别为0.758、0.719、0.693,均P<0.001)。COPD组IOS参数Fres[(29.37±9.65)L/s比(14.80±5.31)L/s]、R5[(0.71±0.25)kPa·s/L比(0.44±0.14)kPa·s/L]、R5%pred[(218.71±72.11)%比(128.00±37.05)%]、R20[(0.41±0.10)kPa·s/L比(0.37±0.09)kPa·s/L]、R20%pred[(148.62±32.95)%比(127.12±29.54)%]、R5-R20[0.28(0.15,0.40)kPa·s/L比0.06(0.02,0.10)kPa·s/L]均高于哮喘组,X5[(-0.32±0.21)kPa·s/L比(-0.11±0.05)kPa·s/L]低于哮喘组(t=14.89,t=11.08,t=12.66,t=3.84,t=5.33,Z=10.19,t=11.23,均P<0.001)。多因素logistic回归筛选的鉴别COPD的独立影响参数为Fres和X5,基于二者构建的诊断模型诊断COPD性能最佳(曲线下面积为0.919)。COPD亚组分析结果显示,GOLD 3-4组Fres、R5、R5%pred、R5-R20高于GOLD 1-2组,X5低于GOLD 1-2组(均P<0.001)。结论IOS在COPD和哮喘的鉴别以及COPD严重程度评估方面具有重要价值,基于Fres和X5构建的COPD鉴别诊断模型具有较高的准确性,对于COPD和哮喘难以鉴别或者不能耐受肺量计检查的患者具有重要的临床价值。

脉冲振荡肺功能检测在慢性阻塞性肺疾病患者恶化风险评估中的应用

目的探讨脉冲振荡肺功能检测(IOS)在慢性阻塞性肺疾病(COPD)恶化风险评估中的应用价值。方法选取184例COPD患者,用1年内发生COPD急性加重期(AECOPD)的次数评估COPD患者恶化风险,将COPD患者分为非频繁发作组(AECOPD发作≤1次/年)81例、频繁发作组(AECOPD≥2次/年)103例。患者稳定期均行常规肺功能测试(PFT)、IOS,PFT参数包括第1秒用力呼气末容积(FEV1)、用力肺活量(FVC)、FVC实际值与预计值比值(FVC%pred)、第1秒用力呼气末容积占其预计值的百分比(FEV1%pred)、用力呼出50%肺活量时的瞬时呼气流量(FEF50%)、用力呼出75%肺活量时的瞬时呼气流量(FEF75%)、呼气峰流速(PEF)、用力呼气时中段呼气流速(MMEF),根据FEV1%pred对气道阻塞严重程度进行分级(GOLD分级);IOS参数包括振荡频率为5 Hz时呼吸总阻抗(Z5)、振荡频率为5 Hz时电抗(X5)、振荡频率为5 Hz时电抗占其预计值的百分比(X5%pred)、振荡频率为5 Hz时气道总阻力(R5)、振荡频率为5 Hz时气道总阻力占其预计值的百分比(R5%pred)、振荡频率为20 Hz时的气道阻力(R20)、振荡频率为5和20 Hz时气道阻力差值(R5-R20)、ΔR5-R20[100×(R5-R20)/R20]、响应频率(Fres),用X5和R5对气道阻塞严重程度进行分级。用改良版英国医学研究委员会呼吸问卷(mMRC)评估患者的呼吸困难程度,用COPD评估测试(CAT)问卷评估患者的生活质量。用Pearson相关法分析各指标间的相关性。结果频繁发作组FEV1、FVC、FVC%pred、FEV1/FVC、FEV1%pred、FEF50%、FEF75%、PEF、MMEF等PFT参数均较非频繁发作组低(P均<0.05),非频繁发作组和频繁发作组GOLD分级差异有统计学意义(P<0.05)。频繁发作组Z5、X5、X5%pred、R5、R5%pred、R20、R5-R20、ΔR5-R20、Fres等IOS参数均较非频繁发作组高(P均<0.05),非频繁发作组和频繁发作组IOS分级差异有统计学意义(P<0.05)。频繁发作组mMRC、CAT评分均较非频繁发作组高(P均<0.05)。COPD患者Z5、X5%pred、R5、R5%pred、R20、R5-R20、ΔR5-R20、Fres与FEV1、FVC、FVC%pred、FEV1/FVC、FEV1%pred、FEF50%、FEF75%、PEF、MMEF、mMRC评分、CAT评分均呈负相关(P均<0.05),X5与FEV1、FVC、FVC%pred、FEV1/FVC、FEV1%pred、FEF50%、FEF75%、PEF、MMEF、mMRC评分、CAT评分均呈正相关(P均<0.05)。结论IOS可用于评价COPD患者的恶化风险。

等频段多通道信号跟踪和筛选的中高频振荡快速检测方法

“双高”系统中多电力电子设备所引起的中高频振荡问题日益显著,传统振荡检测方法难以兼顾中高频振荡检测的准确性与灵敏性,已无法满足中高频范围内的振荡检测新需求。为此,文中提出一种等频段多通道信号跟踪和筛选的中高频振荡快速检测方法,包括工频陷波环节、等频段多信号跟踪筛选通道、阈值判断环节。首先,待检测信号通过工频陷波环节实现基频信号的消除;然后,进入等频段多信号跟踪筛选通道,每个通道通过锁相环和低通滤波器实现特定频率范围内振荡信号的快速追踪,最终由多个通道共同作用覆盖中高频范围;最后,各通道输出经过阈值判断环节实现中高频振荡的快速检测。针对所提快速检测方法,提出等频段多通道信号跟踪和筛选的中高频振荡快速检测方法中,工频陷波环节、等频段多信号跟踪筛选通道、阈值判断环节的参数设计原则和方法。在中频和高频数值信号、模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)系统的高频振荡、MMC系统的中频振荡案例中对所提出方法的有效性进行了对比验证,结果表明,所提检测方法可实现对中高频振荡频率与幅值的快速追踪,且振荡频率检测误差可通过通道数设置进行主动控制,对于中高频振荡的检测具有良好的准确性和灵敏性,满足中高频振荡预警及抑制的检测需求。

基于EMD和卡尔曼滤波的振荡信号检测

针对振荡信号,可以定量计算振荡信号的参数,同时定位振荡发生的起始时刻。振荡的随机性使其常常叠加于基波信号之上,EMD分解能将叠加于基波信号上的振荡信号提取出来,从而使得卡尔曼状态空间方程简化而可靠。在建立卡尔曼状态空间时,利用Z变换建立迭代关系,使得含指数变化项的振荡信号的状态更新变得简单。利用该方法可以快速精确地检测出振荡的频率和衰减指数,最后利用振荡发生起始点处的采样值可以快速确定振荡的最大幅值。卡尔曼滤波能容纳一定程度的噪声,可以利用卡尔曼滤波将噪声的影响有效降低,通过仿真实验可以看到该方法能有效检测振荡信号的实时参数,并确定振荡的有效区间,误差均较小。最后通过比较几种检测振荡信号的方法,证明了本方法的优势。

基于电缆振荡波状态检测技术定位配电电缆接头缺陷分析

本文主要阐述了基于电缆振荡波状态检测技术定位配电电缆接头缺陷的检测流程(包括初次绝缘电阻测量、电缆长度测量、输入电缆信息及测试回路校准、现场多周期测试、绝缘电阻二次测量)、检测定位配电电缆接头缺陷作业过程的注意事项,并结合实例对电缆振荡波状态检测技术定位配电电缆接头缺陷的具体应用展开分析。

基于增强慢特征分析的控制系统振荡智能检测

针对传统振荡检测方法在处理非线性关系时准确率低的问题,提出了一种增强慢特征分析算法。在离线建模阶段,该算法对传统慢特征分析方法的权重系数进行解析来识别非线性信号,并采用神经网络拟合非线性信号,将拟合结果作为增强特征纳入原信号,从而将非线性关系转变为线性关系。在线检测阶段,根据正常数据的变化速率设定检测阈值,将超过该阈值的样本判定为振荡。设计仿真实验对提出算法进行验证;与传统方法相比,误报率平均降低0.625%,检测精度平均提高36.7%。结果表明,该算法不仅实现了非线性信号的自动识别与拟合,完成系统的线性化,同时能有效提升模型对非线性系统的振荡检测能力。

电力电缆振荡波局放检测技术初探

局部放电现象是电力电缆绝缘缺陷的重要表征,也是促使绝缘劣化的主因之一,有效及时地检测出局放现象可以提高电力电缆的状态检修水平。振荡波检测系统是集模拟交流电压试验、局放检测及缺陷定位于一体的一种新型技术工具,近年来为诸多国内电力运行部门所采用,积累了一定的实践经验。该文简单介绍了振荡波局放检测的相关原理、应用情况以及操作步骤等,为该技术今后的实际应用推广提供了技术参考。

振荡波检测技术在电力电缆绝缘老化与定位中的作用

本文简要分析了振荡波检测技术优势,经由激发电缆绝缘老化信号、现场测试电缆局部放电、检测电缆缺陷解体现象、快速确定放电缺陷位置等内容的阐述,强化此项技术在电力电缆绝缘老化与定位中的作用,消除不良隐患。

印度洋9.0级大地震激发的地球球型振荡和环型振荡

综合分析了中国数字地震台网（CDSN）改造后的5个长周期地震仪台站观测的3天的VHZ、VHE和VHN波形资料，利用功率谱密度估计方法，在没有对资料进行去固体潮处理的情况下，准确获得了2004年12月26日印度洋地震激发的0S3～0S78的基频球型振荡和部分谐频球型振荡和0T3～0T67的基频环型振荡，并与地球初步参考模型（PREM）的理论自由振荡周期进行了对比，发现实测振荡周期与PREM预测的振荡周期符合的很好．频率与PREM模型略微不一致的球型或环型振荡可以解释为地球介质的横向不均匀性和各向异性所致．因此地球自由振荡信息可用于揭示地球的三维不均匀结构信息或各向异性信息，并可能对区分地幔对流模式有所帮助．

基于协方差ICA分析的多重振荡源分离方法

提出一种新的基于协方差独立源分析(ICA)的多重振荡源分离定位方法.把控制系统中受到振荡干扰的过程数据变换到协方差函数,利用ICA分析的方法进行多重振荡源分离.通过仿真实验对比分析,指出其他时域主元分析(PCA)、时域ICA、协方差PCA等方法的不足,而协方差ICA分析能够准确地分离并定位多重振荡干扰源.仿真结果表明该方法是可行的.

路由联盟建模与震荡检测

基于路由网络代数(Routingnetworkalgebra简称RNA)给出路由联盟的代数模型.通过分析路由联盟代数表达式的“活锁”与路由振荡的对应关系,明确“活锁”是产生路由震荡的根源.在此基础上给出路由“活锁”的检测算法,从而一定程度上解决了路由联盟震荡检测问题.为了支持上述观点利用仿真工具SSFNET验证了“活锁”与路由联盟振荡的相互关系.

基于改进收敛交叉映射的厂级振荡源诊断

由于噪声、周期性、非线性和非平稳性的干扰,现有的大多数因果分析方法在工业过程控制系统的应用中往往是不可靠和不准确的。为提高厂级振荡源定位的性能,提出了一种基于改进收敛交叉映射的因果关系检测方法。首先,指出噪声和周期性对因果关系检测的不利影响。其次,将经验模态分解和去趋势波动分析相结合,实现了振荡信号去噪。然后,通过奇异谱分析有效地去除信号的周期性。利用收敛交叉映射可以对去噪去周期后的信号进行分析,进而准确地定位厂级振荡的源头。仿真结果表明,所提方法能提高过程控制系统中厂级振荡源定位的准确性。