[發明專利]基于同步相量量測的配電網快速頻率調節的系統辨識方法

有效

• 申請號: 202010317212.8
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111551820B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 王成山;劉喆林;李鵬;于浩;孔祥玉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;H02J3/24
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種基于同步相量量測的配電網快速頻率調節的系統辨識方法：獲取有調頻資源參與系統頻率調節的有源配電網的各項信息；基于頻率調節觸發時刻的網絡量測信息，采用配電網狀態估計計算得到頻率調節觸發時刻的網絡運行狀態；計算基于同步相量量測的支路功率與調頻資源節點功率之間的靈敏度矩陣；獲取頻率調節校驗時刻的同步相量量測數據，計算頻率調節校驗時刻與頻率調節觸發時刻之間的同步相量量測功率量測變化，依據靈敏度矩陣，建立基于同步相量量測的支路功率量測變化與調頻資源節點功率變化的最小二乘辨識模型，求解待辨識的各調頻資源節點的功率變化，并輸出結果。本發明實現了不存在量測的調頻資源節點的功率變化辨識。

技術領域

本發明涉及一種快速調頻功率辨識方法。特別是涉及一種基于同步相量量測的配電網快速頻率調節的系統辨識方法。

背景技術

近年來，大量新技術、新裝備的引入使配電網的精細化運行控制與調度成為可能。而量測技術作為電網運行的支撐環節，其準確性和快速性直接決定了電網可觀性與可控性在時間尺度上的顆粒度。以同步相量量測為代表的配電網新型量測裝置，具有量測精度高(量測誤差小于0.5％)、量測頻率高(毫秒級量測)、量測采樣同步等諸多特點，使得大量對精度和時間尺度有要求的配電網運行場景的辨識與驗證成為可能。

配電網的快速頻率調節就是其中的典型場景，配電網中的儲能、電動汽車甚至分布式電源具有響應速度快、調節能力強等特點，可作為頻率調節資源快速響應網絡的調頻需求。在參與快速頻率調節的過程中，各調頻資源在調頻指令規定的時限范圍內進行功率響應，而各調頻資源的實際響應是否滿足調頻需求，則依賴于量測系統的辨識和驗證，并以此為依據向頻率調節服務付費。在此場景下，網絡若采用快速性與準確性兼備的同步相量量測，可實現同步相量量測點功率變化的快速準確檢測。然而，由于同步相量量測裝置受到成本及安裝配置等條件的限制，其量測點可能未直接安裝于調頻資源節點上，此時量測點的功率變化并不能夠直接反映調頻資源節點的功率變化。于是，如何充分利用網絡中已存在的同步相量量測變化辨識各調頻資源的功率變化，尤其是調頻資源節點不存在直接量測的情形，成為快速功率調節辨識的關鍵。另一方面，在通過監測同步相量量測變化辨識調頻功率變化的過程中，也可進一步指導同步相量量測在配電網中的優化配置。因此，提出一種基于同步相量量測的配電網快速頻率調節的系統辨識方法，充分利用同步相量量測的快速高精度量測數據，實現系統層面間接的調頻資源節點的功率變化辨識，對配電網的運行監視和優化配置均具有重要的現實意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠實現不存在量測的調頻資源節點的功率變化辨識的基于同步相量量測的配電網快速頻率調節的系統辨識方法。

本發明所采用的技術方案是：一種基于同步相量量測的配電網快速頻率調節的系統辨識方法，包括如下步驟：

1)針對有調頻資源參與系統頻率調節的有源配電網，獲取配電網的網絡節點集合N、支路集合L、各支路的阻抗參數、拓撲連接關系，負荷、分布式電源、儲能的位置信息及網絡量測點的配置信息，調頻資源節點集合獲取快速頻率調節時限T、頻率調節觸發時刻t^s、頻率調節校驗時刻t^e，其中頻率調節校驗時刻t^e＝t^s+T；

2)基于頻率調節觸發時刻t^s的網絡量測信息，采用配電網狀態估計計算得到頻率調節觸發時刻t^s的網絡運行狀態，包括網絡的各節點電壓幅值U(t^s)和相角θ(t^s)、各支路末端有功功率P^lt(t^s)和無功功率Q^lt(t^s)；

3)依據步驟2)得到的頻率調節觸發時刻t^s的網絡運行狀態，計算基于同步相量量測的支路功率與調頻資源節點功率之間的靈敏度矩陣；