(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211146531.2 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 湖南大学 地址 410082 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路1号 (72)发明人 姚文轩　花金辉　邱伟　唐求　 唐思豪　郑瑶　段俊峰　张雷鹏　 (74)专利代理 机构 湖南兆弘专利事务所(普通 合伙) 43008 专利代理师 谭武艺 (51)Int.Cl. G01R 25/00(2006.01) G01R 19/00(2006.01) G01R 31/00(2006.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 基于改进矩阵束的电网相量移动测量方法、 系统及介质 (57)摘要 本发明公开了一种基于改进矩阵束的电网 相量移动测量方法、 系统及介质， 本发明包括对 电网电压进行采样并构造Hankel矩阵； 对Hankel 矩阵奇异值 分解， 进行自适应定阶以将奇异值矩 阵S过滤为新奇异值矩阵 Sʹ； 基于不同局部微调 的右奇异矩阵 V与新奇异值矩阵 Sʹ； 拼接矩阵 Y1 和Y2并构造改进矩阵束 Y2‑λY1； 求解改进矩阵束 的广义特征值并基于广义特征值计算电网相量。 本发明通过将电网信号构建成Hankel矩阵， 并进 行奇异值分解， 使用自适应定阶方法滤除信号中 的噪声干扰， 能够得到准确的电网参数， 并可 以 方便地植入移动测量终端， 提高测量精度、 降低 设备成本 。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 115219787 A 2022.10.21 CN 115219787 A 1.一种基于改进矩阵束的电网相量移动测量方法， 其特 征在于， 包括： S1， 对电网电压进行采样， 将采样信号离 散转换为离 散采样序列并构造 Hankel矩阵； S2， 对Han kel矩阵奇异值分解， 得到左奇异 矩阵U、 奇异值矩阵 S及右奇异 矩阵V； S3， 对奇异值矩阵 S进行自适应确定模型阶数 M0， 包括： 分别对奇异值矩阵 S中的各个奇 异值求对数， 分别计算相邻奇异值的对数之差； 将相邻奇异值的对数之差中最大值的下标 作为模型阶数 M0， 并通过将奇异值矩阵 S中阶数位于模型阶数 M0以上各个奇异值置 零以实现 将奇异值矩阵 S过滤， 得到包 含M0阶模态分量的新奇异值矩阵 Sʹ； S4， 从右奇异矩阵 V取前M0个右奇异向量， 分别删除最后一行得到第一右奇异矩阵 V1， 删 除第一行得到第 二右奇异矩阵 V2， 将左奇异矩阵 U、 新奇异值矩阵 Sʹ与第一右奇异矩阵 V1组 装成第一矩阵 Y1、 与第二右奇异 矩阵V2组装成第二矩阵 Y2， 并构造改进矩阵束 Y2‑λY1； S5， 根据改进矩阵束 Y2‑λY1的广义特 征值计算电网相量。 2.根据权利要求1所述的基于改进矩阵束的电网相量移动测量方法， 其特征在于， 步骤 S1包括： S1.1， 对电网电压进行采样以获取采样信号； S1.2， 将采样信号离 散转换为离 散采样序列； S1.3， 通过离 散采样序列构造 Hankel矩阵。 3.根据权利要求2所述的基于改进矩阵束的电网相量移动测量方法， 其特征在于， 步骤 S1.1中获取的采样信号的函数表达式为： ， 上式中，y(t)表示采样信 号，M为采样信号中余弦分量的个数， Ai为采样信 号第i个余弦 分量的幅值， αi为采样信号第 i个余弦分量的衰减因子， fi为采样信号第 i个余弦分量的频 率；θi为采样信号第 i个余弦分量的相角， n(t)为噪声信号。 4.根据权利要求2所述的基于改进矩阵束的电网相量移动测量方法， 其特征在于， 步骤 S1.2中将获取 的电网信号转换为离散采样序列是指进行欧拉变换并化简转换为离散采样 序列， 且得到的离 散采样序列的函数表达式为： ， 上式中，y(k)表示离散采样序列中的第 k个采样信号， M为余弦分量的个数， pi为采样信 号第i个余弦分量的留数， zi为采样信号第 i个余弦分量的极点， 且有： ， ， 上式中，ωi=2 πfi为角频率。 5.根据权利要求2所述的基于改进矩阵束的电网相量移动测量方法， 其特征在于， 步骤 S1.3中构造 Hankel矩阵的函数表达式为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115219787 A 2， 上式中，Y为Hankel矩阵， y(0)～y(N‑1)表示离散采样序列中 的第1～N个采样信号， L为 矩阵束参数； 步骤S4中得到的左奇异矩阵 U、 奇异值矩阵S及右奇异矩阵 V中， 左奇异矩阵 U为 (N‑L)×(N‑L)的正交矩阵， 奇异值矩阵 S为(N‑L)×(L+1)的对角阵， 右奇异矩阵 V为(L+1)× (L+1)的正交矩阵， 奇异 值矩阵S中的任意第 i个主对角元素表示Hankel矩阵的第 i个奇异值 σi。 6.根据权利要求1所述的基于改进矩阵束的电网相量移动测量方法， 其特征在于， 步骤 S3中对奇异值矩阵 S中的各个奇异值 求对数的函数表达式为： , 上式中，wi为σi的对数值， σi为Hankel矩阵的第 i个奇异值； 步骤S3中计算相邻奇异值的对数之差的函数表达式为： ， 上式中，Dj为第j个相邻奇异值的对数之差， wj+1为σj+1的对数值， wj为σj的对数值， σj+1为 Hankel矩阵的第 j+1个奇异值， σj为Hankel矩阵的第 j个奇异值。 7.根据权利要求1所述的基于改进矩阵束的电网相量移动测量方法， 其特征在于， 步骤 S5中改进矩阵束 Y2‑λY1的广义特征值的求解方法为将改进矩阵束 Y2‑λY1的广义特征值求解 转换为下式所示 函数G的特征值求解问题： G=Y1+Y2={ Y1HY1}‑1 Y1HY2， 并求解函数G的特征值作为改进矩阵束 Y2‑λY1的广义特 征值。 8.根据权利要求1所述的基于改进矩阵束的电网相量移动测量方法， 其特征在于， 步骤 S5中计算电网相量包括： S5.1， 根据下式利用最小二乘法的线性方程组计算出 各阶模态分量的留数： ， 上式中，y0～ 分别为离散采样序列中的第1～ M0个采样信号， z1～ 分别为采样 信号y对应的第1～ M0阶广义特 征值，z1N‑1～ 分别为采样信号y对应的广义特 征值的N‑1 次方，p1～ 分别为采样信号的第1～ M0阶留数，M0为模型阶数； S5.2， 根据留数求 解出信号中各阶模态分量的幅值、 相角、 角频率：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115219787 A 3