[發明專利]一種基于變電站量測的負荷模型辨識方法

有效

• 申請號: 201410079486.2
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103872678A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 丁理杰;王均;黃琦;魏巍;劉影;張周晶;郭巍;朱超
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;四川電力科學研究院;電子科技大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種基于變電站量測的負荷模型辨識方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：對電網中的變電站根據電壓等級進行劃分，將每個變電站的等值負荷模型采用感應電動機并聯靜態負荷來表示；

S2：等值感應電動機采用三階感應電動機感應電動機負荷模型，α＝[R_s,X_S,X_M,R_R,X_R,H,A,B,k_Pz,k_Pi,k_Qz,k_Qi,K_pm,M_lf]^T為負荷模型的獨立待辨識參數向量，β＝[e_x0,e_y0,s₀,x_s,K_l]^T為可以通過電機穩態條件和α求得的辨識參數向量，其中R_S為定子電阻、X_S為定子繞阻漏抗、X_M為勵磁電抗、R_R為轉子電阻、X_R為轉子漏抗、H為轉子慣性時間常數、A、B為電機機械轉矩特性參數，k_Pz、k_Pi、k_Qz、k_Qi為靜態特性參數，e_x0,e_y0為電動機初始的暫態電壓，s₀為電動機的轉差率，x_s為定子和轉子之間的同步電抗，K_l為負載率；K_pm表示初始有功功率比例系數，K_pm＝P₀′/P，P₀′為電動機初始有功功率，P為所測負荷點在暫態過程中所消耗的有功功率；M_lf為額定初始負荷率系數，S_MB是感應電動機的額定容量，U_B是負荷基準電壓，U₀是暫態過程中負荷母線電壓初始值；

S3：進行負荷模型參數辨識，具體步驟包括：

S3.1：在實際變電站系統中輸入電壓激勵U(k)并采樣測量得到N+1個實際輸出響應y(t)＝[P(t),Q(t)]^T，其中t表示測量樣本序號，取值范圍為0≤t≤N，P(t)為時刻t的負荷點在暫態過程中所消耗的有功功率值，Q(t)為時刻t的負荷點在暫態過程中所消耗的無功功率值；

S3.2：將實際輸出響應對應時刻的離散時間序列{u(0),u(1),…,u(N)}輸入負荷模型，負荷模型的初始穩態條件為：初始電壓U₀＝u(0)，初始有功功率P₀＝P(0)，初始無功功率Q₀＝Q(0)；設定獨立待辨識參數向量α的n個初始值，采用粒子群算法對以下目標函數尋優：

minJ(α,β)=minΣt=0N[y(t)-ym(t)]T[y(t)-ym(t)]]]>

其中，y_m(t)＝[P_m(t),Q_m(t)]^T為輸入u(t)時負荷模型得到的輸出響應；

粒子群算法中的速度調整因子a(m)按照以下公式確定：

a(m)=1FΣi=1Damax(m)+amin(m)]]>

amax(m)=Σj=1D(nij1-cij1)2Σj=1D(cij1)2]]>

amin(m)=Σj=1D(nij2-cij2)2Σj=1D(cij2)2]]>

其中，F為粒子群中粒子個數，D為獨立待辨識參數向量α的維度，分別表示設置的各個參數的最大速度及最小速度對應的擬合數據，分別表示設置的各個參數的最大速度及最小速度對應的測量數據計算值。

S4：各等值感應電動機的負荷模型及其負荷參數辨識結果作為變電站掛接母線下等值負荷模型及負荷參數，將不同站點的負荷模型進行統計，得到地區電網負荷模型參數庫。