[發(fā)明專(zhuān)利]基于小擾動(dòng)數(shù)據(jù)辨識(shí)負(fù)荷模型中電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)的方法與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011258016.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112448389B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞠平;李群;謝歡;羅婧;金宇清;夏雪;趙天騏;王澤森;張雋;劉海濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué);國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/00;G06F30/20;G06Q50/06;G06F17/15
• 代理公司: 南京行高知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松;王菊花

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于小擾動(dòng)數(shù)據(jù)辨識(shí)負(fù)荷模型中電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)的方法與系統(tǒng)，獲取電力負(fù)荷所接母線上的小擾動(dòng)數(shù)據(jù)，并以實(shí)測(cè)電壓和頻率的變化量為輸入信號(hào)、以有功功率和無(wú)功功率的變化量為輸出信號(hào)，辨識(shí)出雙輸入?雙輸出系統(tǒng)離散差分方程的各項(xiàng)系數(shù)；將離散傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)傳遞函數(shù)；計(jì)算出負(fù)荷模型中靜態(tài)負(fù)荷部分的有功功率初始值；根據(jù)負(fù)荷模型中靜態(tài)負(fù)荷部分有功功率初始值和全部負(fù)荷有功功率初始值得到電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)。本方法充分利用電力系統(tǒng)中廣泛存在的小擾動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)辨識(shí)電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)，能夠解決因大擾動(dòng)數(shù)據(jù)不足而導(dǎo)致辨識(shí)出的電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)難以適應(yīng)電力負(fù)荷時(shí)變性的問(wèn)題，有效提高負(fù)荷模型參數(shù)對(duì)電力負(fù)荷時(shí)變性的適應(yīng)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)負(fù)荷建模領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于小擾動(dòng)數(shù)據(jù)辨識(shí)負(fù)荷模型中電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)的方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)仿真是進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)建設(shè)、制定電網(wǎng)運(yùn)行方式的主要工具，仿真分析結(jié)果的精度將直接影響電網(wǎng)能否安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電力系統(tǒng)仿真分析的精度取決于所用模型的準(zhǔn)確性。負(fù)荷模型是電力系統(tǒng)仿真模型的重要組成部分，研究其模型參數(shù)的準(zhǔn)確獲取方法對(duì)于提高電力系統(tǒng)的仿真精度具有重要意義。

間接考慮配電網(wǎng)的機(jī)理動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型是目前電力系統(tǒng)仿真中廣泛使用的一種負(fù)荷模型結(jié)構(gòu)，又稱(chēng)為經(jīng)典負(fù)荷模型(Classic Load Model,CLM)。CLM由電動(dòng)機(jī)負(fù)荷和靜態(tài)負(fù)荷并聯(lián)組成，配電網(wǎng)的阻抗包含在電動(dòng)機(jī)的定子阻抗中，故稱(chēng)為間接考慮配電網(wǎng)。在各種用電設(shè)備中，電動(dòng)機(jī)對(duì)于負(fù)荷整體動(dòng)態(tài)特性的影響最為明顯，電動(dòng)機(jī)在綜合負(fù)荷模型中所占比例是否準(zhǔn)確是影響仿真結(jié)果正確性的重要因素。因此，電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)是CLM負(fù)荷模型中的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中主要采用總體測(cè)辨法獲取負(fù)荷模型的參數(shù)?？傮w測(cè)辨法無(wú)需統(tǒng)計(jì)用戶的負(fù)荷組成與功率數(shù)據(jù)，只需采集負(fù)荷母線上的電氣量作為輸入輸出數(shù)據(jù)，再通過(guò)辨識(shí)方法得到負(fù)荷模型參數(shù)?？傮w測(cè)辨法使用的數(shù)據(jù)通常是電網(wǎng)故障等大擾動(dòng)情況下負(fù)荷母線上采集到的動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)。但是，電網(wǎng)故障這類(lèi)大擾動(dòng)不常發(fā)生，因而可用于負(fù)荷模型參數(shù)辨識(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)偏少，導(dǎo)致總體測(cè)辨法難以應(yīng)對(duì)負(fù)荷的時(shí)變性。在某一時(shí)刻辨識(shí)出的電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)只能保證在該時(shí)刻下準(zhǔn)確，卻無(wú)法用于其他時(shí)刻。相對(duì)于大擾動(dòng)事件的稀缺性，電力系統(tǒng)中各類(lèi)大負(fù)荷的投切、機(jī)組的啟停等小擾動(dòng)事件幾乎時(shí)刻都在發(fā)生，數(shù)據(jù)量充足，但以往并不使用這類(lèi)小擾動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行負(fù)荷模型參數(shù)辨識(shí)。如果能夠充分利用這些小擾動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷模型參數(shù)辨識(shí)，則能夠使負(fù)荷模型更好地適應(yīng)電力負(fù)荷的時(shí)變性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種基于小擾動(dòng)數(shù)據(jù)辨識(shí)負(fù)荷模型中電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)的方法，能夠解決負(fù)荷模型參數(shù)辨識(shí)中因大擾動(dòng)數(shù)據(jù)不足而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)難以適應(yīng)電力負(fù)荷時(shí)變性的問(wèn)題，采用電力系統(tǒng)中廣泛存在的小擾動(dòng)事件來(lái)辨識(shí)負(fù)荷模型中的電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)，從而提高負(fù)荷模型對(duì)電力負(fù)荷時(shí)變性的適應(yīng)能力。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提及一種基于小擾動(dòng)數(shù)據(jù)辨識(shí)負(fù)荷模型中電動(dòng)機(jī)比例參數(shù)的方法，包括以下步驟：

步驟1、通過(guò)接口獲取電力負(fù)荷所接母線上的小擾動(dòng)數(shù)據(jù)，包括電壓U、頻率f、有功功率P與無(wú)功功率Q，數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔不超過(guò)20ms，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度以完整包括小擾動(dòng)的響應(yīng)過(guò)程為準(zhǔn)；

步驟2、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)于步驟1中獲得的電壓U、頻率f、有功功率P和無(wú)功功率Q數(shù)據(jù)，分別以第一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)計(jì)算出各個(gè)量隨時(shí)間的變化量ΔU、Δf、ΔP和ΔQ，并用標(biāo)幺值表示；

步驟3、辨識(shí)雙輸入-雙輸出系統(tǒng)的離散差分方程的各項(xiàng)系數(shù)：其中系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)為步驟2中處理得到的電壓變化數(shù)據(jù)ΔU和頻率變化數(shù)據(jù)Δf，輸出數(shù)據(jù)為步驟2中處理得到的有功功率變化數(shù)據(jù)ΔP和無(wú)功功率變化數(shù)據(jù)ΔQ；

步驟4、將步驟3辨識(shí)得到的雙輸入-雙輸出系統(tǒng)的離散差分方程轉(zhuǎn)換為離散傳遞函數(shù)；

步驟5、將步驟4所得離散傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)傳遞函數(shù)；