[發明專利]一種基于實測小擾動數據的負荷模型參數辨識方法

有效

• 申請號: 201410814547.5
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104466957A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 王茂海;齊霞;吳新振;馬平
• 申請（專利權）人: 國家電網公司華北分部;國網冀北電力有限公司經濟技術研究院;青島大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 黃曉敏

技術領域：

本發明屬于綜合負荷模型參數辨識技術領域，涉及一種基于實測PMU(同步相量測量單元)小擾動數據的負荷模型參數辨識方法，特別是一種對不同擾動條件下均適用的綜合負荷模型動態參數辨識方法。

背景技術：

負荷模型的精度對電力系統運行和規劃有著重要的影響，在進行電力系統分析時，若采用的負荷模型誤差太大，會導致分析的結果與實際情況嚴重偏離，從而構成系統的潛在危險或造成資源的浪費。目前，求取負荷模型參數的方法主要有利用實測數據的總體測辨法、故障仿真法和統計綜合法。近年來由于PMU在電力系統中的廣泛安裝，獲得高精度的電網運行數據變得容易，因而利用實測PMU數據的總體測辨法在負荷建模中受到越來越多的重視。

在現有總體測辨法使用過程中，若想有效辨識負荷模型中的動態參數，則需要負荷節點的電壓幅值波動范圍至少達到波動前穩態電壓的10％左右。在電力系統的實際運行中，大的擾動可遇而不可求，出現次數非常稀少，PMU測得的數據幾乎都是小擾動數據，而現有方法很難利用小擾動數據辨識出負荷模型的動態參數。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求一種基于實測PMU小擾動數據的綜合負荷模型參數辨識方法，利用廣域測量系統中的實測PMU數據，以優化分析理論為基礎，在線給出綜合負荷模型動態參數辨識結果，及時反映線路負荷成分改變、負荷增減和無功補償變化等因素對參數的影響，為電力系統運行與分析提供準確的負荷模型及動態參數，提高運行可靠性與經濟性。

為了實現上述目的，本發明先根據實測電壓、電流變化曲線的特征來選取適合參數辨識的數據時段；而后根據實測電流的分辨率和在小擾動下通過模型計算出的電流的波動范圍主要受異步電機初始滑差和電壓波動范圍影響的事實，確定需辨識參數的初始值；最后以計算出的有功和無功功率曲線的中心線與實測的有功和無功功率曲線的中心線的誤差最小構造目標函數，辨識出考慮風力發電的綜合負荷模型的參數，具體包括以下步驟：

(1)分析待辨參數的負荷特性，選擇綜合負荷模型和用于參數辨識的輸入變量電壓的d、q軸分量和輸出變量電流的d、q軸分量；

(2)根據現有廣域測量系統中實測PMU電壓、電流數據變化曲線的特征來選取適合參數辨識的采樣時段；

(3)選用四階龍格—庫塔法確定綜合負荷模型的狀態，先得到異步電動機滑差、暫態電動勢的d、q軸分量三個狀態變量，進而得出綜合負荷模型中電流的d、q軸分量；

(4)根據實測PMU電壓相量與電流相量確定出負荷的實測有功功率和無功功率，再通過實測PMU電壓d、q軸分量與應用綜合負荷模型得出的電流d、q軸分量，確定出負荷的有功功率和無功功率；

(5)根據實測PMU電流的分辨率和小擾動數據條件下通過綜合負荷模型計算出的電流波動范圍受異步電機初始滑差和電壓波動范圍影響的數值，確定需辨識參數的初始值；

(6)通過綜合負荷模型得出的有功和無功功率曲線中心線與通過實測數據得出的有功和無功功率曲線中心線的誤差構造目標函數，調整電流測量精度低引起的辨識參數偏離值使其恢復正常；

(7)以進化策略算法為優化方法，辨識出綜合負荷模型的動態參數異步電動機定子電抗、初始滑差與電動機負荷比例，實現綜合負荷模型的參數辨識。

本發明涉及的參數辨識過程不僅適用于小擾動數據，同樣適用于大擾動數據，步驟相同。

本發明與現有技術相比，其可用于綜合負荷模型參數辨識的數據更容易獲得，運算原理可靠，辨識方法正確，辨識效率高，準確度好。

附圖說明：

圖1為本發明實施例涉及的綜合負荷等值模型原理示意圖。

圖2為本發明實施例涉及的PMU數據的電壓變化曲線。

圖3為本發明實施例涉及的實測PMU數據的電流變化曲線。

圖4為本發明實施例涉及的有功功率的擬合曲線。

圖5為本發明實施例涉及的無功功率的擬合曲線。

具體實施方式：

下面通過實施例并結合附圖對本發明作進一步說明。