基于变分模态分解的宽频信号估计算法

作     者：符玲 郭颖 李红艳 熊思宇 李小鹏 FU Ling;GUO Ying;LI Hongyan;XIONG Siyu;LI Xiaopeng

作者机构：西南交通大学电气工程学院四川省成都市610031 国网四川省电力公司成都供电公司四川省成都市610041 国网四川省电力公司电力科学研究院四川省成都市610072 

出 版 物：《电网技术》 (Power System Technology)

年 卷 期：2025年第49卷第2期

页      面：748-758页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家电网公司总部科技项目(5700-202319257A-1-1-ZN) 

主　　题：宽频振荡 参数估计 变分模态分解(VMD) 基波动态 

摘      要：随着新能源并网的发展,电网宽频振荡频发,且具有频率范围宽、模态分量多等特点。而现有的宽频信号估计方法由于存在忽略各基波动态变化、未能很好降低分量间的相互干扰等情况而无法提供准确的宽频振荡相关参数信息。因此,该文提出一种考虑基波动态、降低相互干扰的宽频信号估计方法,以实现信号参数的高精度辨识,为宽频振荡分析、扰动溯源定位等应用提供数据支撑。首先,利用变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)提取宽频信号中多种模态分量的波形信息以及对应的中心频率;其次,考虑到实际电力系统中基波频率的动态变化,利用离散傅里叶变换(discrete fourier transform,DFT)跟踪基波分量的实际频率,并以此修正基波中心频率;最后,将中心频率、模态分量波形等信息代入动态相量模型,实现宽频信号参数估计。在频率线性变化、频率动态调制、噪声等工况下验证算法性能,仿真结果表明,所提算法能更准确地获取宽频信号的参数信息,保持总相量误差(total vector error,TVE)低于3%。