[發明專利]一種基于廣域測量系統和聚類理論的發電機同調識別方法

在審

• 申請號: 201910585522.5
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110943473A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 林振智;劉晟源;章天晗;文福拴;楊莉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明涉及一種基于廣域測量系統和聚類理論的發電機同調識別方法，其包括步驟：提出表征發電機同調性的8個軌跡相似度指標；通過熵權分析法確定各個指標的權重，獲得綜合相似度指標；使用綜合相似度指標和凝聚式層次聚類法進行同調發電機分群。其可以為電力系統的暫態穩定性判別和解列控制策略提供相應的決策依據。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，特別是涉及一種基于廣域測量系統和聚類理論的發電機同調識別方法。

背景技術

電力系統發生故障后的暫態穩定過程是一個動態的過程，因此可以使用各個發電機組的動態特性作為后續決策的依據。之前學者的研究表明，遭受擾動后的電力系統存在同調現象，即某些發電機組的軌跡存在相似性，可以將它們分成一組同調機群，從而簡化電力系統動態分析過程，為電力系統的模型參數校正、解列控制等提供重要的理論支持。

傳統的同調識別方法有很多種，有基于電氣距離的同調機群識別方法、基于轉子角加速度的識別方法、基于狀態空間的識別方法、基于奇異攝動原理的識別方法、基于人工神經網絡和基于小波變換的識別方法。但是以上方法都僅僅考慮到了受擾之后功角曲線中的某一種信息，算法所依據的指標較為單一，在某些情況下不能正確地反映電力系統中的實際狀態。

電力系統受到擾動之后廣域測量系統所獲取的實測數據包含了實際系統中所有顯性和隱含的信息。綜合利用實測軌跡中的多個類型的數據并合理地確定各個指標間的權重將更好地實現發電機組同調識別，但此類研究在國內還較少。

發明內容

基于此，為了在電力系統中獲得更好的同調發電機分群效果，本發明提出一種基于廣域測量系統和聚類理論的發電機同調識別方法。

一種基于廣域測量系統和聚類理論的發電機同調識別方法，包括如下步驟：

1)提出表征發電機同調性的8個軌跡相似度指標；

2)通過熵權分析法確定各個指標的權重，獲得綜合相似度指標；

3)使用2)中的綜合相似度指標和凝聚式層次聚類法進行同調發電機分群。

上述技術方案中，步驟1)中提出了表征發電機同調性的8個軌跡相似度指標，具體如下：

假定在一個共有M個發電機的電力系統中，通過向量測量單元(PMUs)得到的采樣軌跡為T＝{T_r1,T_r2,T_r3,...,T_rm,...,T_rM}(1≤m≤M)，T_rm代表了第m臺發電機的功角或者轉速軌跡，設T_rm＝{P_m,1,P_m,2,P_m,3,...,P_m,n,...,P_m,N}(1≤n≤N)，其中P_m,n是PMUs測量到的第m個發電機的第n個采樣點的數據，N是采樣數。將P_m,n表示為(t_n,δ_m,n)和(t_n,ω_m,n)，t_n是第n次采樣的時間，δ_m,n和ω_m,n分別是PMUs測量到的第m個發電機的第n次采樣的功角和轉速數據，針對M個發電機提取如下指標：。

a)功角偏移相似度

在實際電力系統中，兩個發電機之間的功角偏差和他們之間相似性有著很大的聯系，因此，功角偏移相似度可以作為表征發電機同調性的一個指標。功角偏移相似度定義為兩條功角曲線之間每一點距離和的均方根，其數學表達式如下：