[發(fā)明專利]一種基于多項式模型的振蕩中心電壓預測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310307575.3
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103995948A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 門錕;涂亮;杜斌;吳小辰;王長香;趙立剛;柳勇軍;趙勇
• 申請（專利權）人: 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析技術領域，具體涉及一種基于多項式模型的振蕩中心電壓預測方法，適用于已建有廣域量測系統(tǒng)（WAMS）的電網(wǎng)。?

屬于基于多項式模型的振蕩中心電壓預測方法的創(chuàng)新技術。?

背景技術

當今電網(wǎng)規(guī)模日益擴大，區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)、大規(guī)模交直流混合輸電以及可再生能源不斷接入，電力系統(tǒng)的動態(tài)行為日益復雜，近年來，國內(nèi)外發(fā)生了數(shù)起大停電事故，為電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運行敲響了警鐘。隨著相量測量單元（PMU）在電力系統(tǒng)中的廣泛應用，基于實測軌跡的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析方法成為了近年來的研究熱點。?

現(xiàn)有的基于實測軌跡的暫態(tài)穩(wěn)定性分析方法大多建立在慣量中心坐標基礎上，需依賴全網(wǎng)所有發(fā)電機的運動信息，由于傳輸量較大、容錯率較低等原因，對復雜大型電網(wǎng)而言工程實用性較差。為有效解決上述問題，公開文獻一《WACS—Wide-Area?Stability?and?Voltage?Control?System:R&D?and?Online?Demonstration》（Proceedings?of?The?IEEE，2005年第93卷第5期第892頁）提出了以振蕩中心電壓作為觀測信息，分析電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的新方法，所需量測量少，僅涉及系統(tǒng)中重要傳輸通道的個?別變電站母線電壓，大大減少了交互通信的過程。但是該方法對于暫態(tài)失穩(wěn)的判別時間相對較晚，為快速有效的緊急控制帶來了一定的困難。?

在暫態(tài)過程中，無故障時刻振蕩中心電壓不發(fā)生突變，其軌跡是連續(xù)可微的，可考慮通過曲線擬合技術進行電壓軌跡的快速預測，以進一步提高失穩(wěn)判別的快速性。電力系統(tǒng)暫態(tài)分析的現(xiàn)有研究中，曲線擬合技術多運用于功角軌跡快速預測之中。其中，公開文獻二《Determination?of?first?swing?stability?limit?of?multimachine?power?systems?through?Taylor?series?expansions》（IEE?Generation?Transmission&Distribution，1989年第136卷第6期第373頁）提出了基于多項式模型的功角軌跡快速預測方法，具備計算時間短、預測精度高等一系列優(yōu)點。而在系統(tǒng)無故障狀態(tài)，振蕩中心電壓軌跡與發(fā)電機群功角軌跡具有連續(xù)函數(shù)對應關系，這為電壓軌跡的曲線擬合創(chuàng)造了條件。因而，可通過多項式曲線擬合技術，實現(xiàn)電壓軌跡的快速預測，為緊急控制爭取寶貴時間。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種算法簡單，計算量小，預測精度高的基于多項式模型的振蕩中心電壓預測方法。本發(fā)明用于估計未來時刻振蕩中心處變電站的電壓數(shù)值，能克服基于振蕩中心電壓的暫態(tài)穩(wěn)定性分析方法所存在判別時間較長的不足。?

本發(fā)明的技術方案是：本發(fā)明的基于多項式模型的振蕩中心電壓預測方法，包括以下步驟：?

1）電壓數(shù)值采樣及歸一化運算：在電網(wǎng)實際運行過程中，通過PMU采集重要變電站實時電壓數(shù)值，并利用離線仿真記錄的振蕩最大值與最小值，?對電壓軌跡進行歸一化處理；?

2）歸一化電壓軌跡實時預測：采用步驟1）的歸一化電壓數(shù)值，利用一定時長的觀測窗進行曲線擬合，根據(jù)多項式模型實現(xiàn)軌跡的快速預測，得到未來時刻的歸一化電壓數(shù)值；?

3）實際預測數(shù)值計算：利用步驟2）得到的歸一化電壓數(shù)值，進行反歸一化處理，得到相應變電站未來時刻的實際電壓數(shù)值，完成振蕩中心電壓軌跡快速預測。?

上述步驟1）電壓軌跡歸一化運算，具體方法為：?

在實際電網(wǎng)運行過程中，通過PMU采樣當前時刻的變電站母線電壓數(shù)值，根據(jù)下式作范圍為0-1的實時歸一化處理，?

U_O′(t)=[U_O(t)-b]/K=[U_O(t)-U_min]/[U_max-U_min]?

b=U_min,K=U_max-U_min

式中：U_O(t)為t時刻采樣電壓數(shù)值，U_O′(t)為t時刻歸一化電壓數(shù)值；U_max和U_min分別為離線仿真得到的該節(jié)點振蕩過程中最低與最高電壓數(shù)值，b,K為歸一化系數(shù)。?

上述步驟2）歸一化電壓軌跡實時預測，具體方法為：?

21）判別歸一化電壓數(shù)值是否滿足預測基本條件，即軌跡連續(xù)可微；?