[發(fā)明專利]基于故障錄波器數(shù)據(jù)的在線靜態(tài)負荷建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310223325.1
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103258144B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁軍;徐兵;贠志皓
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于故障錄波器數(shù)據(jù)的在線靜態(tài)負荷建模方法。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)的潮流計算和以潮流為基礎(chǔ)的穩(wěn)態(tài)分析中，要經(jīng)常用到負荷的靜態(tài)模型。大量仿真與試驗結(jié)果表明：靜態(tài)負荷模型對電力系統(tǒng)的潮流計算、無功補償裝置規(guī)劃、電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、長期動態(tài)過程的分析等具有較大的影響，在臨界情況下，還有可能從根本上改變定性的結(jié)論。因此，有必要進行靜態(tài)負荷建模的研究。

現(xiàn)今社會隨著各種新型電力電子設(shè)備的出現(xiàn)，使得負荷特性變得越來越復(fù)雜，且隨著時間的推移，負荷時變性特征越明顯，美國GE公司所做的現(xiàn)場測量表明，某地區(qū)負荷靜態(tài)特征系數(shù)在10min內(nèi)變化了20%。所以，采用一次調(diào)查統(tǒng)計或穩(wěn)態(tài)試驗來得到靜態(tài)負荷模型的建模方法不能很好地反映負荷的時變性特征。解決這個問題最好的辦法就是在線采集數(shù)據(jù)，然后在線進行數(shù)據(jù)處理，得到各個時刻的負荷靜態(tài)特征系數(shù)。然而由于測量裝置的限制，這種方法一直沒有有效應(yīng)用到實際負荷建模研究中。故障錄波裝置的普及和快速發(fā)展克服了這個苦難，使在線采集數(shù)據(jù)進行在線靜態(tài)負荷建模成為可能。

首先，在功能上，現(xiàn)代故障錄波器不僅能記錄故障發(fā)生時刻的暫態(tài)過程，而且能夠連續(xù)記錄日常運行的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)運行的長時間動態(tài)過程，并嵌入統(tǒng)一時標(biāo)；其次，在配置上，電網(wǎng)所有220kV及以上電壓等級變電站、部分110kV變電站都已安裝使用故障錄波器并實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。總之，采用聯(lián)網(wǎng)故障錄波器可實現(xiàn)針對110kV電壓等級以上的每個變電站進行負荷實測建模，有效解決負荷建模中的時變性和地域分散性難題。而且相對安裝專用負荷建模裝置，投資小、見效快、周期短。所以采用聯(lián)網(wǎng)故障錄波器進行負荷實測建模具有重要的理論意義和工程實用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，從模型應(yīng)用角度出發(fā)，結(jié)合統(tǒng)計綜合法的建模思路，給出了一種基于故障錄波器數(shù)據(jù)的在線靜態(tài)負荷建模方法。該方法采用數(shù)學(xué)上矩陣的形式對負荷進行分類，形成不同時間尺度的負荷模型參數(shù)庫，并采用遞推最小二乘法對各不同時間尺度的模型參數(shù)進行在線修正。采用某110kV線路夏季典型日數(shù)據(jù)進行驗證，表明所提方法簡便可行，能有效解決負荷時變性困難。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于故障錄波器數(shù)據(jù)的在線靜態(tài)負荷建模方法，

首先按時間特性進行分類，形成相應(yīng)各類的靜態(tài)負荷模型參數(shù)庫；

然后根據(jù)相應(yīng)的實時數(shù)據(jù)采用遞推最小二乘法在線修正各類靜態(tài)負荷參數(shù)庫；

最后用戶根據(jù)應(yīng)用場景選擇不同時間尺度下的靜態(tài)負荷模型。

所述各類的靜態(tài)負荷模型參數(shù)庫的建立過程為：

（1）負荷數(shù)據(jù)處理

對故障錄波器采集到的海量數(shù)據(jù)進行分析處理，提取用于靜態(tài)負荷建模的有效數(shù)據(jù)；

（2）選用多項式模型結(jié)構(gòu)，采用遞推最小二乘法進行靜態(tài)負荷模型的參數(shù)辨識；

（3）多時間尺度的模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

以時間作為分類的特征向量，按照數(shù)學(xué)上矩陣的形式形成不同時間尺度的負荷模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫：橫向上，按一天中不同時刻進行劃分，分為低谷時段、早高峰時段、平緩時段、晚高峰時段；縱向上，按年、季節(jié)、月份、工作日和非工作日劃分；

按不同時間尺度進行分類后，根據(jù)實測數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的負荷建模；故障錄波器每采集一組數(shù)據(jù)，根據(jù)時間特征判斷該數(shù)據(jù)樣本所屬負荷類別，然后采用遞推最小二乘法在線修正相應(yīng)類的靜態(tài)負荷模型，只保留模型參數(shù)辨識結(jié)果；

不同時間尺度負荷模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建后，用戶根據(jù)應(yīng)用場景進行選擇即可。

所述參數(shù)辨識過程為：先處理已經(jīng)得到的一批數(shù)據(jù)，得到θ的估計值，來了新的數(shù)據(jù)后，再對原估計值進行修正，這樣既可以減少計算機的存儲量，也可以提高計算速度；為此，根據(jù)故障錄波器實時采集的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)進行靜態(tài)負荷建模，新的采樣數(shù)據(jù)不斷刷新，采用遞推最小二乘法不斷修正所建模型，為避免數(shù)據(jù)飽和現(xiàn)象，采用漸消記憶的遞推算法，