一種基于實測小擾動數(shù)據(jù)的負(fù)荷模型參數(shù)辨識方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于綜合負(fù)荷模型參數(shù)辨識【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于實測小擾動數(shù)據(jù)的負(fù)荷模型參數(shù)辨識方法，先根據(jù)實測電壓、電流變化曲線的特征來選取適合參數(shù)辨識的數(shù)據(jù)時段；而后根據(jù)實測電流的分辨率和在小擾動下通過模型計算出的電流的波動范圍主要受異步電機初始滑差和電壓波動范圍影響的事實，確定需辨識參數(shù)的初始值；最后以計算出的有功和無功功率曲線的中心線與實測的有功和無功功率曲線的中心線的誤差最小構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，辨識出考慮風(fēng)力發(fā)電的綜合負(fù)荷模型的參數(shù)；其數(shù)據(jù)易得，原理可靠，辨識方法正確，辨識效率高，準(zhǔn)確度好。
【專利說明】-種基于實測小擾動數(shù)據(jù)的負(fù)荷模型參數(shù)辨識方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于綜合負(fù)荷模型參數(shù)辨識【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于實測PMU(同步相量 測量單元）小擾動數(shù)據(jù)的負(fù)荷模型參數(shù)辨識方法，特別是一種對不同擾動條件下均適用的 綜合負(fù)荷模型動態(tài)參數(shù)辨識方法。

【背景技術(shù)】：
[0002] 負(fù)荷模型的精度對電力系統(tǒng)運行和規(guī)劃有著重要的影響，在進(jìn)行電力系統(tǒng)分析 時，若采用的負(fù)荷模型誤差太大，會導(dǎo)致分析的結(jié)果與實際情況嚴(yán)重偏離，從而構(gòu)成系統(tǒng)的 潛在危險或造成資源的浪費。目前，求取負(fù)荷模型參數(shù)的方法主要有利用實測數(shù)據(jù)的總體 測辨法、故障仿真法和統(tǒng)計綜合法。近年來由于PMU在電力系統(tǒng)中的廣泛安裝，獲得高精度 的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)變得容易，因而利用實測PMU數(shù)據(jù)的總體測辨法在負(fù)荷建模中受到越來越 多的重視。
[0003] 在現(xiàn)有總體測辨法使用過程中，若想有效辨識負(fù)荷模型中的動態(tài)參數(shù)，則需要負(fù) 荷節(jié)點的電壓幅值波動范圍至少達(dá)到波動前穩(wěn)態(tài)電壓的10%左右。在電力系統(tǒng)的實際運行 中，大的擾動可遇而不可求，出現(xiàn)次數(shù)非常稀少，PMU測得的數(shù)據(jù)幾乎都是小擾動數(shù)據(jù)，而現(xiàn) 有方法很難利用小擾動數(shù)據(jù)辨識出負(fù)荷模型的動態(tài)參數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求一種基于實測PMU小擾動數(shù)據(jù) 的綜合負(fù)荷模型參數(shù)辨識方法，利用廣域測量系統(tǒng)中的實測PMU數(shù)據(jù)，W優(yōu)化分析理論為 基礎(chǔ)，在線給出綜合負(fù)荷模型動態(tài)參數(shù)辨識結(jié)果，及時反映線路負(fù)荷成分改變、負(fù)荷增減和 無功補償變化等因素對參數(shù)的影響，為電力系統(tǒng)運行與分析提供準(zhǔn)確的負(fù)荷模型及動態(tài)參 數(shù)，提高運行可靠性與經(jīng)濟(jì)性。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明先根據(jù)實測電壓、電流變化曲線的特征來選取適合參 數(shù)辨識的數(shù)據(jù)時段；而后根據(jù)實測電流的分辨率和在小擾動下通過模型計算出的電流的 波動范圍主要受異步電機初始滑差和電壓波動范圍影響的事實，確定需辨識參數(shù)的初始 值；最后W計算出的有功和無功功率曲線的中也線與實測的有功和無功功率曲線的中也線 的誤差最小構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，辨識出考慮風(fēng)力發(fā)電的綜合負(fù)荷模型的參數(shù)，具體包括W下步 驟：
[0006] (1)分析待辨參數(shù)的負(fù)荷特性，選擇綜合負(fù)荷模型和用于參數(shù)辨識的輸入變量電 壓的t q軸分量和輸出變量電流的t q軸分量；
[0007] (2)根據(jù)現(xiàn)有廣域測量系統(tǒng)中實測PMU電壓、電流數(shù)據(jù)變化曲線的特征來選取適 合參數(shù)辨識的采樣時段；
[0008] (3)選用四階龍格一庫培法確定綜合負(fù)荷模型的狀態(tài)，先得到異步電動機滑差、暫 態(tài)電動勢的t q軸分量H個狀態(tài)變量，進(jìn)而得出綜合負(fù)荷模型中電流的t q軸分量；
[0009] (4)根據(jù)實測PMU電壓相量與電流相量確定出負(fù)荷的實測有功功率和無功功率， 再通過實測PMU電壓t q軸分量與應(yīng)用綜合負(fù)荷模型得出的電流t q軸分量，確定出負(fù)荷 的有功功率和無功功率；
[0010] (5)根據(jù)實測PMU電流的分辨率和小擾動數(shù)據(jù)條件下通過綜合負(fù)荷模型計算出 的電流波動范圍受異步電機初始滑差和電壓波動范圍影響的數(shù)值，確定需辨識參數(shù)的初始 值；
[0011] (6)通過綜合負(fù)荷模型得出的有功和無功功率曲線中也線與通過實測數(shù)據(jù)得出的 有功和無功功率曲線中也線的誤差構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，調(diào)整電流測量精度低引起的辨識參數(shù)偏 離值使其恢復(fù)正常；
[0012] (7) W進(jìn)化策略算法為優(yōu)化方法，辨識出綜合負(fù)荷模型的動態(tài)參數(shù)異步電動機定 子電抗、初始滑差與電動機負(fù)荷比例，實現(xiàn)綜合負(fù)荷模型的參數(shù)辨識。
[0013] 本發(fā)明涉及的參數(shù)辨識過程不僅適用于小擾動數(shù)據(jù)，同樣適用于大擾動數(shù)據(jù)，步 驟相同。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其可用于綜合負(fù)荷模型參數(shù)辨識的數(shù)據(jù)更容易獲得，運 算原理可靠，辨識方法正確，辨識效率高，準(zhǔn)確度好。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0015] 圖1為本發(fā)明實施例涉及的綜合負(fù)荷等值模型原理示意圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明實施例涉及的PMU數(shù)據(jù)的電壓變化曲線。
[0017] 圖3為本發(fā)明實施例涉及的實測PMU數(shù)據(jù)的電流變化曲線。
[001引圖4為本發(fā)明實施例涉及的有功功率的擬合曲線。
[0019] 圖5為本發(fā)明實施例涉及的無功功率的擬合曲線。

【具體實施方式】：
[0020] 下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021] 本實施例涉及基于實測PMU小擾動數(shù)據(jù)辨識綜合負(fù)荷模型暫態(tài)參數(shù)的算法，先利 用廣域測量系統(tǒng)中的實測PMU電壓、電流變化曲線的特征來選取適合參數(shù)辨識的小擾動數(shù) 據(jù)時段；再對實測PMU數(shù)據(jù)中電流的相對分辨率遠(yuǎn)低于電壓的相對分辨率的情況，依據(jù)模 型計算電流的允許波動范圍先確定參數(shù)的初始值；然后建立W模型計算功率的中也線與實 測電壓和電流計算出的功率曲線的中也線最小二乘為目標(biāo)的辨識函數(shù)；最后對基于實測 PMU小擾動數(shù)據(jù)辨識綜合負(fù)荷模型動態(tài)參數(shù)的算法進(jìn)行驗證，通過廣域測量系統(tǒng)中的實測 PMU數(shù)據(jù)，分別對華北/御道口的御橋線不同時刻的綜合負(fù)荷模型動態(tài)參數(shù)進(jìn)行辨識，將 該辨識結(jié)果與設(shè)典型值分別用于電網(wǎng)運行分析，結(jié)果表明該辨識值的有效性和較高的準(zhǔn)確 性。
[0022] 本實施例選取御橋線，御橋線220KV母線下不僅包括通常意義的靜態(tài)負(fù)荷和動態(tài) 負(fù)荷，還包括W雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機為主的風(fēng)力發(fā)電廠，雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機相當(dāng)于滑差 為負(fù)數(shù)的異步電動機，將其歸于動態(tài)負(fù)荷之中，建立的綜合負(fù)荷等值模型如圖1所示，在實 際計算中，動態(tài)負(fù)荷電動機采用H階模型，方程如下： 戒 T、,! -Tr
[002引立=下

【權(quán)利要求】
1. 一種基于實測小擾動數(shù)據(jù)的負(fù)荷模型參數(shù)辨識方法，其特征在于具體包括w下步 驟： (1) 分析待辨參數(shù)的負(fù)荷特性，選擇綜合負(fù)荷模型和用于參數(shù)辨識的輸入變量電壓的 d、q軸分量和輸出變量電流的d、q軸分量； (2) 根據(jù)現(xiàn)有廣域測量系統(tǒng)中實測PMU電壓、電流數(shù)據(jù)變化曲線的特征來選取適合參 數(shù)辨識的采樣時段； (3) 選用四階龍格一庫培法確定綜合負(fù)荷模型的狀態(tài)，先得到異步電動機滑差、暫態(tài)電 動勢的d、q軸分量H個狀態(tài)變量，進(jìn)而得出綜合負(fù)荷模型中電流的d、q軸分量； (4) 根據(jù)實測PMU電壓相量與電流相量確定出負(fù)荷的實測有功功率和無功功率，再通 過實測PMU電壓t q軸分量與應(yīng)用綜合負(fù)荷模型得出的電流t q軸分量，確定出負(fù)荷的有 功功率和無功功率； (5) 根據(jù)實測PMU電流的分辨率和小擾動數(shù)據(jù)條件下通過綜合負(fù)荷模型計算出的電流 波動范圍受異步電機初始滑差和電壓波動范圍影響的數(shù)值，確定需辨識參數(shù)的初始值； (6) 通過綜合負(fù)荷模型得出的有功和無功功率曲線中也線與通過實測數(shù)據(jù)得出的有功 和無功功率曲線中也線的誤差構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，調(diào)整電流測量精度低引起的辨識參數(shù)偏離值 使其恢復(fù)正常； (7) W進(jìn)化策略算法為優(yōu)化方法，辨識出綜合負(fù)荷模型的動態(tài)參數(shù)異步電動機定子電 抗、初始滑差與電動機負(fù)荷比例，實現(xiàn)綜合負(fù)荷模型的參數(shù)辨識。
【文檔編號】H02J3/00GK104466957SQ201410814547
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月24日
【發(fā)明者】王茂海, 齊霞, 吳新振, 馬平 申請人:國家電網(wǎng)公司華北分部, 國網(wǎng)冀北電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院, 青島大學(xué)