基於單pmu量測段面的節點等效輸電參數優化辨識方法
2023-10-09 06:30:39
專利名稱：基於單pmu量測段面的節點等效輸電參數優化辨識方法
基於單PMU量測段面的節點等效輸電參數優化辨識方法技術領域
本發明屬於電力系統廣域測量及電網穩定實時監控領域，具體涉及一種基於單 PMU量測段面的節點等效輸電參數優化辨識方法。
背景技術：
電網安全可靠運行對社會和經濟發展具有重大意義。隨著電網規模的不斷擴大、 電力工業體制改革的不斷深入，以及特高壓輸電、可再生資源電源的不斷接入，電網運行環境日益複雜，使電網穩定分析與控制，尤其是電網實時環境下的穩定性能及趨勢快速評估面臨挑戰。基於同步相量測量技術的廣域測量系統(Wide Area Measurement System, WAMS)在電網監控領域得以廣泛應用，實現了廣域大電網動態行為的同步監測，為電網穩定在線監控及預警帶來新的機遇。而近年來，國內、外政府部門及電力科研機構提出了不同的智能電網發展戰略，而智能電網重要的功能之一，就是提高電網的可視化和預警能力。
顯然，以往依賴於電網建模及仿真分析的電網穩定分析及控制方法，在規模、速度及對策上都很難適應電網穩定在線監控這一要求，必須尋求新的有效的電網簡化模型及穩定評估方法。
目前，基於局部量測信息的節點簡化輸電模型等效法可有效簡化網絡，廣泛應用於電網穩定態勢快速評估，該等效方法具有簡單直觀的特點，並且將兩節點模型分析方法方便地擴展到大電網中，是當前電網穩定在線快速評估領域研究的熱點。顯然，精確辨識簡化輸模型等效參數是以上技術實現其功效的基礎。然而，該等效參數隨電網拓撲、運行方式、不可預見的擾動等變化而變化。可見，實時跟蹤辨識戴維南等效參數是該類方法有效反映電網運行狀態的關鍵。雖然，目前等效參數辨識方面取得了較大進展，但由於有些辨識方法基於一定的假設條件，具有局限性。一些辨識方法因為沒有考慮辨識參數自身合理的物理約束，由於量測數據噪聲、參數方程及數值求解等原因，在某些情況下會辨識出不合理的結果，無法真正應用於實際工程環境中。發明內容
為克服上述缺陷，本發明提供了一種基於單PMU量測段面的節點等效輸電參數優化辨識方法，這將充分利用現有調度自動化系統基礎數據和技術條件，實現節點簡化輸電模型等效參數有效辨識，具有工程應用價值。
為實現上述目的，本發明提供一種基於單PMU量測段面的節點等效輸電參數優化辨識方法，其改進之處在於，所述方法包括如下步驟
(1).按一定的周期從SCADA/EMS系統獲取電網拓補結構、參數以及狀態估計數據；
(2).利用EMS系統中的短路電流計算軟體，計算電網所有母線的三相短路等效電阻Rc和電抗k ；在5分鐘或15分鐘時段內，作為基於單PMU量測段面的節點等效輸電參數優化辨識值法方法初值。以此保證等效參數辨識結果更加貼近真實電網運行工況。
(3).周期性每隔1秒鐘或5秒鐘從WAMS系統中獲取PMU實時測量電壓和電流相量數據，並直接分別對各PMU測量部件的(三相)電壓幅值、電壓相角、電流幅值、電流相角進行限幅和遞推平均濾波方法濾波處理。均值計算公式為
權利要求
1.一種基於單PMU量測段面的節點等效輸電參數優化辨識方法，其特徵在於，所述方法包括如下步(1).按一定的周期從SCADA/EMS系統獲取電網拓補結構、參數以及狀態估計數據；(2).利用EMS系統中的短路電流計算軟體，計算電網所有母線的三相短路等效電阻Rc 和電抗)(c ；(3).對PMU實時採集的電壓相量數據U按時間序列進行均值濾波處理，均值計算公式為uk =U1 /N ,(4).根據三相PMU實測電壓相量和電流相量數據、以及監控點電網部件拓撲關係和功率流向獲得各監控點的等效負荷有功&，無功Qy按下式求得節點等效負荷電阻&和電抗 Xl =
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟1中，按一定的周期從SCADA/ EMS系統獲取電網拓補結構、參數以及狀態估計數據，保證後續的分析更加貼近真實電網運行狀態，所述周期是指5分鐘或15分鐘。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟2中，每隔一定的周期對電網所有母線進行三相短路電流計算，獲得各監控點的三相短路等效電阻Rc和電抗Xe，以此作為步驟7算法的初值，該周期為5分鐘或15分鐘。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟3中，對PMU實測相量數據採用限幅和遞推平均濾波方法進行濾波處理；Uk為k時刻濾波值，Ui為i時刻PMU測量值；N取10或20。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟4中，等效負荷電阻&和電抗 Xl是根據節點電壓幅值及等效功率在線求得，真實反映電網實際運行工況。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟5中，E的初值按監控點實測電壓的1. 02倍或1. 05倍給出；在所述步驟5和6中，對待辨識等效參數初值進行預調節， 可有效提高辨識算法的速度和精度。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟7中，等效參數的不等式約束上下限是參考短路電流計算出的等效短路電阻和電抗、以及電網模型參數而得出，以此保證辨識結果的穩定性和可靠性。
全文摘要
本發明提供了一種基於單PMU量測段面的節點等效輸電參數優化辨識方法，屬於基於WAMS的電網穩定監控與預警技術領域。該方法結合現有SCADA/EMS電網實際拓撲結構及狀態估計數據，利用短路電流計算程序獲得電網各節點等效電阻和等效電抗，以此作為優化辨識算法的初值。對PMU測量數據進行濾波處理，並結合軌跡靈敏度技術，快速有效地辨識出節點等效模型參數。本發明提供的基於單PMU量測段面的節點等效輸電參數優化辨識方法，有效避免了PMU實測量測數據噪聲對辨識結果的影響，為實現大電網穩定態勢的在線評估及預防控制提供了可靠的數據基礎，進而提高大電網的智能化實時監控水平。
文檔編號G06Q50/06GK102521677SQ20111042153
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者馮靜, 劉道偉, 張勇, 張雋, 李鐵群, 王毅, 王虹富, 董毅峰, 許曉菲, 高洵 申請人:中國電力科學研究院