基于轨迹的非线性指标用于短期电压稳定性的实时监测与量化
系统与控制
2026-04-09 v1 系统与控制
摘要
现有的短期电压稳定性（STVS）方法通常要么处理电压振荡，要么处理延迟电压恢复；然而，这两种现象的共存尚未在文献中得到充分覆盖。此外，现有的实时 STVS 评估方法通常仅提供二元稳定性分类。本文提出了一种新型指标，能够实现早期检测并量化稳定程度。所提方法利用经验模态分解（EMD）将故障后电压轨迹分解为残余分量和振荡分量。然后，利用李雅普诺夫指数（LEs）来表征每个分量的动态行为，并通过将每个分量的 LEs 与预定义的临界信号进行比较，使用 Kullback-Leibler（KL）散度来评估稳定程度。所提出的指标在检测振荡稳定性方面显著快于直接应用于原始信号的传统 LE 方法。具体而言，它们在故障发生后 0.6 秒内即可检测到稳定性，而传统 LE 方法大约需要 10 秒。此外，延迟恢复指数可以在实际跳闸发生前约 20 秒，于 3 秒内识别出由过励磁限制引起的发电机跳闸，从而为操作人员和控制器提供充足的预防行动时间。此外，推导出的阈值可以区分稳定与不稳定情况，提供稳定裕度的分级度量。在不同负载条件下的北欧测试系统仿真研究验证了所提指标的有效性。
引用
@article{arxiv.2604.07051,
title = {Trajectory-Based Nonlinear Indices for Real-Time Monitoring and Quantification of Short-Term Voltage Stability},
author = {Mohammad Almomani and Muhammad Sarwar and Venkataramana Ajjarapu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.07051},
year = {2026}
}