[發明專利]適用于電網廣域監測系統的數據建模方法及應用

無效

• 申請號: 201310361445.8
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103400046A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 唐飛;陳得治;王波;邵雅寧;王亞俊;馬志昊;魏大千;冀星沛
• 申請（專利權）人: 武漢大學;中國電力科學研究院;國家電網公司;四川省電力公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于電力工程領域，尤其涉及一種適用于電網廣域監測系統（WAMS）的數據建模方法及應用。?

背景技術

隨著電網規模的不斷擴大，網架結構和拓撲結構更加復雜，對電力系統的監控、單機發電容量進一步提升，各種大規模儲能元件接入，電力汽車充電樁等新型負荷不斷加入，跨區域大容量聯絡線輸電系統逐步上馬，部分重載線路長期處于接近熱穩定極限工作狀態，系統的運行方式和運行工況時有變化，電力系統的動態行為在上述約束條件下，變得更加復雜，更加難以預測。WAMS系統的應用和PMU（電力系統同步相量測量裝置）布點的不斷深入，為電力系統的監控提供了有力的數據支持。但是，每隔20ms的采樣間隔和多個電氣量的采樣數據，源源不斷的從各個發電廠和變電站傳送到調度中心，WAMS數據呈現高維度的時間序列，現有的分析方法和數據統計手段，很難兼顧PMU數據的時-空特性，從海量的WAMS數據中挖掘有利于體現電力系統暫態穩定動態過程的關鍵特征量。?

面板數據（panel?data）是同時在時間和截面空間上取得的二維數據的一種數據類型，面板數據的結構和分析方法，能夠同時在時間和空間兩個維度展示多個變量序列數據，在宏觀經濟學（金融、稅收、GDP增長等）和微觀經濟學（收入、消費、市場營銷、就業等）中得到了較好的應用。由于電力市場與經濟學存在一定的學科交叉，電力的消費與經濟學中的消費存在一定的類比性和相似性，所以面板數據的模型和分析方法在電力系統的電力市場領域，存在較多的應用。與單純的時間序列和單純的橫截面數據相比較，面板數據同時具備二者的優點。?

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提出了一種基于面板數據的表示和分析方法、同時兼顧WAMS數據時-空特性的、適用于電網廣域監測系統的數據建模方法及應用。?

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：?

一、一種適用于電網廣域監測系統的數據建模方法，包括步驟：?

步驟S1，采集分布在重要線路節點的PMU的實測WAMS數據；?

步驟S2，根據采集的實測WAMS數據，構建具有面板數據形式的WAMS數據模型。?

上述步驟S1進一步包括以下子步驟：?

步驟S1-1，分布在重要線路節點的PMU，采集攜帶GPS統一時標的不同電氣特征量；?

步驟S1-2，針對各分布有PMU的重要線路節點，按時間順序分別采集各重要線路節點的電氣特征量。?

上述步驟S2具體為：?

步驟S1-1采集的電氣特征量分別來自不同PMU，具備空間特性；步驟S2-2采集的電氣特征量反映了電氣特征量隨時間的變化趨勢，具備時間特性；以步驟S1-1采集的電氣特征量為橫截面數據，以步驟S2-2采集的電氣特征量為時序數據，結合橫截面數據和時序數據構建具有面板數據形式的WAMS數據模型。?

二、一種電力系統暫態穩定動態過程模擬方法，該方法根據上述構建的具有面板數據形式的WAMS數據模型，對電力系統暫態穩定動態過程進行模擬。?

上述根據具有面板數據形式的WAMS數據模型對電力系統暫態穩定動態過程進行模擬，進一步包括子步驟：?

（1）基于具有面板數據形式的WAMS數據模型，以電氣特征量中表征穩定的特征量為因變量進行回歸方程擬合，獲得權重因子；?

（2）采用灰色關聯分析法和聚類分析法壓縮和提取具有面板數據形式的WAMS數據模型中的原始特征量，采用權重因子從原始特征量中提取最優特征，獲得最優特征子集；?

（3）基于最優特征子集模擬電力系統暫態穩定動態過程。?

上述步驟（1）的一種具體實施方案為：?

對具有面板數據形式的WAMS數據模型，選定一個表征穩定的電氣特征量為因變量，分別以其他電氣特征量為自變量，分別構建因變量和各自變量的回歸方程，采用最小二乘法法估計各回歸方程的權重因子，獲得各自變量對應的權重因子。?

本發明引入面板數據的表示和分析方法，將不同地域的發電廠和變電站的WAMS數據（即，多變量的橫截面數據），同時間序列結合起來，構建具有面板數據形式的WAMS數據模型；通過電科院8機36節點暫態失穩的仿真算例，證明基于WAMS數據模型能有效驗證各電氣特征量的平穩性、協整性、以及功角失穩與其它電氣特征量之間可能存在的權重影響關系。?

與現有技術相比，本發明具有以下優點和有益效果：?