基于电能质量监测系统的电力系统负荷建模方法

摘要

本发明涉及一种基于电能质量监测系统的负荷建模方法，属于电力系统测量与负荷模型辨识领域，该方法利用电能质量监测系统获取电网扰动数据，经过平滑滤波，零漂校正的数据预处理；采用非对称扰动数据负荷建模的方法，以三阶感应电动机模型并联ZIP静态负荷模型作为动态负荷模型；采用改进克隆选择算法对该模型进行辨识；在不同的故障情况下校验模型输出功率与实际测量的负荷功率拟合情况，按照BPA电动机模型输出MI卡和拟合曲线。本发明利用电能质量监测系统获取数据，解决了负荷建模中的数据来源问题，采用改进克隆选择算法辨识负荷模型参数，辨识精度高，具有全局收敛的特点，本发明辨识的负荷模型接近实际情况，适于实际工程应用。

主权项

一种基于电能质量监测系统的电力系统负荷建模方法，步骤包括：(1)采集数据：通过电能质量监测系统数据访问接口，获取负荷变电站发生故障或者电压扰动时的三相电压和电流瞬时值；(2)数据预处理：对三相电压和电流瞬时值进行三点五次平滑滤波，校正采样通道的零漂和不一致数据；采用正序基波空间旋转矢量坐标变换方法，将预处理后的静止坐标系下的三相电压和电流瞬时值，变换到同步旋转坐标系下的空间矢量值；计算负荷建模所需的电压、频率、有功功率和无功功率；(3)非对称扰动数据负荷建模：负荷模型建立在变压器高压侧母线上，将下级网架下的负荷等值为电力系统仿真软件BPA中的三阶感应电动机模型并联ZIP静态负荷模型，数据预处理得到的电压和频率作为负荷模型的输入数据，有功功率和无功功率作为负荷模型的实际输出数据，建立待辨识的负荷模型；(4)动态负荷模型参数辨识：使用改进克隆选择算法对动态负荷模型进行辨识从而得到负荷模型参数；(5)参数校核：辨识得到的动态负荷模型，在不同的故障情况下，比较其模型输出功率与实际测量的负荷功率拟合情况，校验模型的鲁棒性；(6)结果输出：根据BPA电动机模型输出MI卡和拟合曲线；所述的步骤(1)采集数据中的通过电能质量监测系统获得的数据以标准IEEE1159.3的PQDIF格式存储在后台数据库中，通过电能质量监测系统数据访问接口在线检索到电网扰动事件发生时三相电压和电流瞬时值数据，筛选适合进行负荷建模的数据，通过数值计算转换到负荷建模需要的电压、频率、有功功率及无功功率电气量；所述的步骤(4)动态负荷模型参数辨识中使用改进克隆选择算法对负荷模型参数进行辨识，与传统的免疫算法相结合，将目标函数作为抗原，将待辨识的参数作为抗体，引入定向进化和抗体浓度抑制机制；所述的动态负荷模型，采用了电力系统仿真软件BPA中的三阶感应电动机模型并联ZIP静态负荷模型，以机电暂态稳定数据文件MI卡格式输出并配以拟合曲线。