基于pmu數據的單回輸電線路零序參數抗差辨識方法
【專利摘要】一種基于PMU數據的輸電單回輸電線路抗差零序參數辨識方法:首先,根據單回輸電線路的三相不對稱運行狀態,經對稱分量變換,得到單回輸電線路的零序等值模型,進而以單回輸電線路兩端的零序電壓及電流分量建立零序參數辨識的數學方程;其次,在電網不對稱運行狀態下,根據單回輸電線路兩端裝設的PMU所測量到的三相不對稱電壓電流相量,經對稱分量變換,得到單回輸電線路兩端的零序電壓及電流分量;第三,根據Huber抗差估計理論及所建立的零序參數辨識的數學方程,建立基于Huber估計的抗差目標函數;最后,根據所得到的單回輸電線路兩端的零序電壓及電流分量和所建立的抗差目標函數,用matlab的fmincon函數進行參數辨識,得到單回輸電線路的零序參數。
【專利說明】基于PMU數據的單回輸電線路零序參數抗差辨識方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于PMU數據的單回輸電線路零序參數抗差辨識方法。
【背景技術】
[0002]輸電線路的參數是電力系統計算及運行控制的基礎數據,如潮流計算、狀態估計、故障分析、保護整定等,不準確的線路參數會影響到電力系統安全、穩定及經濟運行。
[0003]輸電線路的零序參數事關電力系統繼電保護的整定計算,但相較于正序參數,零序參數受外在因素的影響更大,如接地電阻率、等值深度、導線布局等,精確理論計算零序參數幾乎是不可能的。因此,我國繼電保護規程規定零序參數必須實測。然而,隨著輸電網規模越來越大,平行線路的增多,采用以往的停電測量方法逐條停電測量線路的零序參數費時費力,也會影響到電網的正常運行和供電的可靠性;此外,輸電線路參數受各種隨機因素及老化的影響,也在緩慢變化,也有必要定期實測輸電線路參數。鑒于此,有必要利用新的技術手段代替傳統方法實現對輸電線路零序參數的測量。
[0004]基于全球定位系統(GPS)的相量測量單元(PMU)的出現,為單回輸電線路零序參數的在線辨識提供了一個新的數據來源和有效平臺。PMU能以更高精度、更高采樣頻率、更好的同步性實時記錄電網各種不對稱運行狀態信息;若單回輸電線路兩端均裝設了 PMU,則在電網不對稱運行狀態下,根據PMU測量到的單回輸電線路兩端的三相不對稱電壓、電流相量,通過對稱分量變換提取出相應的零序電壓、電流分量,進而可實現零序參數的在線辨識。
[0005]然而,PMU數據也不可避免地存在隨機量測誤差,更嚴重的是在數據測量、傳輸及存儲等過程中由于各種隨機因素的影響,PMU數據中會出現各種壞數據。若PMU數據不加處理即使用,壞數據(粗差)的存在必會對零序參數的辨識產生不利影響,使得辨識值不可信;但從海量的PMU數據中剔除各種壞數據是很困難的,最有效的方法是使用具有抗差能力的參數辨識方法。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題,就是提供一種基于PMU數據的單回輸電線路零序參數抗差辨識方法,該方法可操作性強,易于實施,且辨識得到的零序參數更接近實際值,更加可信,并具有很強的抗差能力。
[0007]解決上述技術問題,本發明采用的技術方案是:
[0008]一種基于PMU數據的單回輸電線路零序參數抗差辨識方法,其特征是包括以下步驟:
[0009]步驟1:在單回輸電線路兩端裝設相量測量單元PMU,測量單回輸電線路兩端的三相不對稱電壓、電流相量;
[0010]步驟2:在電網不對稱運行狀態下,根據PMU所測量到的單回輸電線路兩端的三相不對稱電壓、電流相量,經對稱分量變換,得到單回輸電線路兩端的零序電壓及電流分量;[0011]在忽略對地零序電容條件下,單回輸電線路首末端的零序電壓、電流滿足如下零序電流方程:
【權利要求】
1.一種基于PMU數據的單回輸電線路零序參數抗差辨識方法,其特征是包括以下步驟: 步驟1:在單回輸電線路兩端裝設相量測量單元PMU,測量單回輸電線路兩端的三相不對稱電壓、電流相量; 步驟2:在電網不對稱運行狀態下,根據PMU所測量到的單回輸電線路兩端的三相不對稱電壓、電流相量,經對稱分量變換,得到單回輸電線路兩端的零序電壓及電流分量; 在忽略對地零序電容條件下,單回輸電線路首末端的零序電壓、電流滿足如下零序電流方程:
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(1); 其中,Zci=RfjXci為零序等值阻抗,Rtl為零序等值電阻,Xtl為零序等值電抗,U分別表示線路兩端零序電流相量,Um0, Lfn0分別表示線路兩端零序電壓相量; 將首末端的零序電流方程分別按實部和虛部展開,得到單回輸電線路的零序等值模型的數學方程組:
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(2); 其中,ImOE> ImOI分別表不單回輸電線路一端零序電流相量的實部與虛部,Ιη(?,InOI分別表不單回輸電線路另一端零序電流相量的實部與虛部;Umtl, Untl, Qumtl, θ —分別表不單回輸電線路兩端零序電壓相量的幅值與相角;g(l,b0分別表示1/?的實部與虛部,Ztl為單回輸電線路的零序等值阻抗; 進一步將式(2)寫為矩陣形式為:
Ax= β
(3); 其中,矩陣A為式⑵中電壓相量組成的系數矩陣,向量β為式(2)中電流相量組成的常數項,X為待辨識參數向量; 考慮到PMU數據會存在隨機量測誤差,公式(3)進一步表示為:
Ax= β + υ
(4); 其中,υ為方程殘差向量; 對于公式(4)所建立的零序參數辨識的數學方程,基于優化的參數辨識方法尋找一個最優的參數矢量使誤差目標函數E最小: 基于傳統最小二乘方法的目標函數為:
2.根據權利要求1所述的基于PMU數據的單回輸電線路零序參數抗差辨識方法,其特征是:所述步驟2的對稱分量變換為:
3.根據權利要求1或2所述的基于PMU數據的單回輸電線路零序參數抗差辨識方法,其特征是:所述的步驟3中的C值取1.5。
【文檔編號】G01R31/00GK103869184SQ201410047806
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月11日 優先權日:2014年2月11日
【發明者】陳曉科, 趙艷軍, 楊汾艷, 孫聞, 盛超, 畢天姝, 唐景星, 王玲, 付聰, 張躍, 曾杰, 王鈐, 薛安成, 黃梓華, 張兆陽, 安然然, 羅航, 張健, 張遠, 王奕, 胡玉嵐, 張俊峰, 陳銳, 馬明 申請人:廣東電網公司電力科學研究院