基于单PMU量测段面的节点等效输电参数优化辨识方法

摘要

本发明提供了一种基于单PMU量测段面的节点等效输电参数优化辨识方法，属于基于WAMS的电网稳定监控与预警技术领域。该方法结合现有SCADA/EMS电网实际拓扑结构及状态估计数据，利用短路电流计算程序获得电网各节点等效电阻和等效电抗，以此作为优化辨识算法的初值。对PMU测量数据进行滤波处理，并结合轨迹灵敏度技术，快速有效地辨识出节点等效模型参数。本发明提供的基于单PMU量测段面的节点等效输电参数优化辨识方法，有效避免了PMU实测量测数据噪声对辨识结果的影响，为实现大电网稳定态势的在线评估及预防控制提供了可靠的数据基础，进而提高大电网的智能化实时监控水平。

主权项

1.一种基于单PMU量测段面的节点等效输电参数优化辨识方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1).按一定的周期从SCADA/EMS系统获取电网拓补结构、参数以及状态估计数据；(2).利用EMS系统中的短路电流计算软件，计算电网所有母线的三相短路等效电阻Rc和电抗Xc；(3).对PMU实时采集的电压相量数据U按时间序列进行均值滤波处理，均值计算公式为U_k为k时刻滤波值，U_i为i时刻PMU测量值，N取10或20；(4).根据三相PMU实测电压相量和电流相量数据、以及监控点电网部件拓扑关系和功率流向获得各监控点的等效负荷有功P_L，无功Q_L，按下式求得节点等效负荷电阻R_L和电抗X_L：$\left\{\begin{array}{c}{R}_L=U_L^2*\cos \left(a\tan (Q_L/P_L)\right)/\sqrt{P_L^2+Q_L^2}\\ X_L=U_L^2*\sin \left(a\tan (Q_L/P_L)\right)/\sqrt{P_L^2+Q_L^2}\end{array}\right.$其中U_L为监控母线的真实测量电压；(5).计算等效模型对应的负荷节点电压U_C，计算公式为：$U_C=E\frac{\sqrt{R_L^2+X_L^2}}{\sqrt{{(R_S+R_L)}^2+{(X_S+X_L)}^2}}$其中，E为等效电源电势，Rs、Xs分别为等效输电线路电阻、电抗；(6).根据步骤5的节点电压表达式，计算dU=|U_c-U_L|，如果dU大于某一给定的槛值U_w,求得节点电压对E、Rs、Xs的灵敏度UdE、UdRs、UdXs，计算公式为：$U_{\mathrm{dE}}=\partial U_C/\partial E,U_{\mathrm{dRs}}=\partial U_C/\partial R_s,U_{\mathrm{dXs}}=\partial U_C/\partial X_s$(7).根据步骤5中的节点电压U_c，构建的优化辨识数学模型如下：$f=\min |U_C^2-U_L^2|$s.t.E_L≤E≤E_HR_SL≤R_S≤R_SHX_SL≤X_S≤X_SH其中U_L为节点PMU实测电压，Rs、Xs分别为等效输电线路电阻、电抗，R_SL、X_SL分别为等效输电线路电阻、电抗下限，R_SH、X_SH分别为等效输电线路电阻、电抗上限。