專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)算方法，尤其是涉及一種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法。
背景技術(shù)：
特高壓電網(wǎng)建設(shè)初期，華中、華北兩大區(qū)域電網(wǎng)通過(guò)特高壓線(xiàn)路互聯(lián)構(gòu)成了典型的長(zhǎng)鏈型弱聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。兩大區(qū)域互聯(lián)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)錄波表明，特高壓輸電線(xiàn)路上不僅出現(xiàn)了在其穩(wěn)態(tài)傳輸功率上疊加的隨機(jī)不規(guī)則功率波動(dòng)現(xiàn)象，而且這種不規(guī)則的功率波動(dòng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)200秒左右。雖然波動(dòng)的周期有長(zhǎng)有短，但均在分鐘級(jí)，且頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于低頻振蕩的頻率，波動(dòng)幅值也達(dá)到±280MW，約占華北電網(wǎng)總負(fù)荷的0.2%,占華中電網(wǎng)總負(fù)荷的0.25%。由于這些聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上的隨機(jī)功率波動(dòng)已成為限制特高壓輸電能力的重要制約因素之一，因此，分析其功率波動(dòng)特性，探討其產(chǎn)生機(jī)理，將對(duì)于提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性，制定減小聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的合理有效措施具有重要意義。目前國(guó)內(nèi)已開(kāi)展對(duì)特高壓聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上隨機(jī)功率波動(dòng)的研究。有研究表明特高壓線(xiàn)路上出現(xiàn)的固有低頻振蕩可以通過(guò)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)的模態(tài)分析，用負(fù)阻尼和強(qiáng)迫振蕩機(jī)理來(lái)解釋和分析。但頻率更低的隨機(jī)功率波動(dòng)，不僅每次波動(dòng)持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短不一，而且不受激發(fā)因素的影響，因此，不論用負(fù)阻尼機(jī)理還是強(qiáng)迫振蕩機(jī)理都不能很好地給予解釋。有文獻(xiàn)提出一種新的分析思路，指出聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上的隨機(jī)功率波動(dòng)是一種穩(wěn)態(tài)過(guò)程，是負(fù)荷隨機(jī)功率波動(dòng)在全系統(tǒng)中再分配后在聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上的反映，具有一定的指導(dǎo)意義。但是結(jié)論不明確，未能提出具體的通過(guò)負(fù)荷波動(dòng)特性來(lái)測(cè)算聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的方法。隨著特高壓建設(shè)及大區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)的快速發(fā)展，目前急需一套基于負(fù)荷波動(dòng)特性來(lái)分析計(jì)算聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法，通過(guò)建立負(fù)荷波動(dòng)與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)模型，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)處理技術(shù)高效性和快速性的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)已知的負(fù)荷波動(dòng)概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律，進(jìn)行兩區(qū)域負(fù)荷波動(dòng)的隨機(jī)過(guò)程模擬試驗(yàn)，由此統(tǒng)計(jì)、計(jì)算聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)情況，進(jìn)而對(duì)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī) 功率波動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確而高效的測(cè)算，為聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的抑制以及提聞聯(lián)絡(luò)線(xiàn)輸電能力提供支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的:一種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟1，建立兩區(qū)域的負(fù)荷波動(dòng)與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的關(guān)聯(lián)模型；步驟2，根據(jù)步驟I中建立的模型求取兩區(qū)域系統(tǒng)頻率響應(yīng)系數(shù)及相應(yīng)權(quán)重系數(shù)；步驟3，根據(jù)兩區(qū)域?qū)嶋H運(yùn)行的工程數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，建立兩區(qū)域負(fù)荷分布f(x)，f (y)；步驟4，根據(jù)步驟3中得到的兩區(qū)域負(fù)荷分布f (X)，f(y)進(jìn)行蒙特卡洛抽樣，模擬產(chǎn)生大量的兩區(qū)域負(fù)荷波動(dòng)數(shù)據(jù)；步驟5，根據(jù)步驟I中建立的負(fù)荷波動(dòng)與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的關(guān)聯(lián)模型和步驟2中得到的兩區(qū)域系統(tǒng)頻率響應(yīng)系數(shù)及相應(yīng)權(quán)重系數(shù)，利用步驟4中的兩區(qū)域負(fù)荷波動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)幅值的計(jì)算，對(duì)得到的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率波動(dòng)幅值數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。步驟6，根據(jù)步驟5中得到的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)波動(dòng)功率統(tǒng)計(jì)結(jié)果，與理論上由概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律得到的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)分布進(jìn)行比較，驗(yàn)證結(jié)果。在上述的一種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法，所述的步驟I中，關(guān)聯(lián)模型的建立基于以下公式:Δ Ptie=B1 Δ Pl2-B2 Δ Pli 式一式中，APtie為聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)，ΛΡ。和APu分別為兩區(qū)域負(fù)荷波動(dòng)，B1和
&2為相應(yīng)權(quán)重系數(shù)
權(quán)利要求
1.種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，建立兩區(qū)域的負(fù)荷波動(dòng)與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的關(guān)聯(lián)模型； 步驟2，根據(jù)步驟1中建立的模型求取兩區(qū)域系統(tǒng)頻率響應(yīng)系數(shù)及相應(yīng)權(quán)重系數(shù)； 步驟3，根據(jù)兩區(qū)域?qū)嶋H運(yùn)行的工程數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，建立兩區(qū)域負(fù)荷分布f(x)，f (y)； 步驟4，根據(jù)步驟3中得到的兩區(qū)域負(fù)荷分布f(x)，f(y)進(jìn)行蒙特卡洛抽樣，模擬產(chǎn)生大量的兩區(qū)域負(fù)荷波動(dòng)數(shù)據(jù)； 步驟5，根據(jù)步驟I中建立的負(fù)荷波動(dòng)與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的關(guān)聯(lián)模型和步驟2中得到的兩區(qū)域系統(tǒng)頻率響應(yīng)系數(shù)及相應(yīng)權(quán)重系數(shù)，利用步驟4中的兩區(qū)域負(fù)荷波動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)幅值的計(jì)算，對(duì)得到的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率波動(dòng)幅值數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析； 步驟6，根據(jù)步驟5中得到的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)波動(dòng)功率統(tǒng)計(jì)結(jié)果，與理論上由概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律得到的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)分布進(jìn)行比較，驗(yàn)證結(jié)果。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法，其特征在于，所述的步驟I中，關(guān)聯(lián)模型的建立基于以下公式: Δ Ptie=^I Δ Pl2-B2 Δ Pli 式一 式中，APtie為聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)，APu和APu分別為兩區(qū)域負(fù)荷波動(dòng)，&1和&2為 相應(yīng)權(quán)重系數(shù)，
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法，其特征在于，所述步驟2中的具體計(jì)算方法如下: 根據(jù)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)的WAMS頻率測(cè)量數(shù)據(jù)，利用聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率變化與頻率變化的方向是否一致來(lái)確定擾動(dòng)的地點(diǎn)是在所研究的系統(tǒng)還是對(duì)端系統(tǒng):對(duì)于整個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)只有一個(gè)子系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)的情況，如果所有聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的APtie都與Af符號(hào)相同，則判斷為擾動(dòng)發(fā)生在本系統(tǒng)；如果某一條聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的APtie與Af符號(hào)相反，則判斷擾動(dòng)發(fā)生在該聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的對(duì)端系統(tǒng)；并根據(jù)擾動(dòng)發(fā)生的位置選擇執(zhí)行以下步驟: 選擇步驟2.1，若判斷擾動(dòng)發(fā)生在本系統(tǒng)，且擾動(dòng)形式和擾動(dòng)數(shù)值已知，采用下式計(jì)算出本系統(tǒng)的頻率響應(yīng)系數(shù):
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法，其特征在于，所述的步驟3中，基于極大似然估計(jì)法對(duì)假定的分布進(jìn)行參數(shù)估計(jì)；一區(qū)域負(fù)荷波動(dòng)分布f(x)和另一區(qū)域負(fù)荷波動(dòng)分布f(y)均采用如下方法進(jìn)行參數(shù)估計(jì):根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的工程數(shù)據(jù)得到總體X，設(shè)總體X是連續(xù)離散型隨機(jī)變量，其概率密度函數(shù)為f(x; Θ)，其中Θ為待估計(jì)參數(shù)，若取得樣本觀(guān)察值為Xl，χ2，...，χη，則因?yàn)殡S機(jī)點(diǎn)(X1, X2，...，Xn)取 值為(Xl，x2，...，χη)時(shí)聯(lián)合密度函數(shù)值為
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法，其特征在于，所述的步驟4具體包括以下子步驟: 步驟4.1，由步驟3中的兩區(qū)域負(fù)荷分布f(x)、f (y)建立蒙特卡洛抽樣框架； 步驟4.2，在抽樣框架內(nèi)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，隨機(jī)抽取樣本M[x (i)，y (i)]，并存儲(chǔ)樣本數(shù)據(jù)。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法，其特征在于，所述的步驟5具體包括以下子步驟: 步驟5.1，根據(jù)存儲(chǔ)的樣本，利用步驟I中的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)模型即式一計(jì)算各樣本點(diǎn)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)波動(dòng)功率的幅值A(chǔ)Ptie」； 步驟5.2，對(duì)得到的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率波動(dòng)幅值數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到聯(lián)絡(luò)線(xiàn)波動(dòng)功率統(tǒng)計(jì)直方圖，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果繪制概率密度曲線(xiàn)，并按以下公式統(tǒng)計(jì)其期望值和標(biāo)準(zhǔn)差:
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法，其特征在于，所述的步驟6具體過(guò)程如下: 根據(jù)步驟4中得到的兩區(qū)域負(fù)荷波動(dòng)符合正態(tài)分布，而由正態(tài)分布的再生性:兩隨機(jī)變量相互獨(dú)立且分別服從正態(tài)分布，則二者的線(xiàn)性組合也服從正態(tài)分布，因此聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率波動(dòng)Λ Ptie也應(yīng)服從正態(tài)分布，由此得到其理論上的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，并與步驟5中得到的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行比較 和驗(yàn)證。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的測(cè)算方法，首先建立了負(fù)荷波動(dòng)與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的關(guān)聯(lián)模型，從聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率波動(dòng)的動(dòng)態(tài)微分分析、系統(tǒng)頻率響應(yīng)分析、基于系統(tǒng)頻率分析的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率波動(dòng)分析、基于負(fù)荷波動(dòng)特性的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)波動(dòng)分析四個(gè)方面詳細(xì)推導(dǎo)、分析了負(fù)荷波動(dòng)與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)模型。然后求取兩區(qū)域頻率響應(yīng)系數(shù)及相應(yīng)權(quán)重系數(shù)，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)得到兩區(qū)域負(fù)荷分布f(x)，f(y)，據(jù)此進(jìn)行蒙特卡洛抽樣的模擬試驗(yàn)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，由此測(cè)算出聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)情況。該方法可靠性高，準(zhǔn)確而高效，可為聯(lián)絡(luò)線(xiàn)隨機(jī)功率波動(dòng)的快速抑制和提高聯(lián)絡(luò)線(xiàn)輸電能力提供強(qiáng)有力的支持。
文檔編號(hào)G06Q50/06GK103093398SQ201310062638
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者孫元章, 彭曉濤, 代仕勇, 朱利鵬, 孫華東, 何劍 申請(qǐng)人:武漢大學(xué), 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司