專利名稱：基于scada量測數據的輸電線路參數的辨識與估計方法
基于SCADA量測數據的輸電線路參數的辨識與估計方法技術領域
本發明屬于輸電線路參數辨識與估計技術領域，具體涉及一種基于SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition，監控與數據采集裝置)量測數據的輸電線路參數的辨識與估計方法。
背景技術：
輸電線路參數是電網基礎數據的重要組成部分。輸電線路參數的正確與否直接關系到電力系統各種計算和分析結果的準確性和可信度，從而對電力系統狀態估計以及狀態估計基礎上的故障分析、穩定性分析以及安全穩定控制的正確性和有效性產生重要影響。 因此，掌握正確的輸電線路參數，對于保證電力系統的安全穩定運行具有重大意義。
電力系統中輸電線路的參數可以采用設計值或實測值。由于輸電線路的實際運行工況十分復雜，特別是架空輸電線路的地形環境和氣象條件，都可能造成設計值和線路實際參數之間存在較大差異，因此有關規程規定線路參數應采用實測值，而將設計值作為線路參數的參考值。然而，線路參數的實測工作一般都在投運之前進行，線路運行工況的變化或線路老化都可能導致線路參數發生變化，即線路的真實參數和投運之前的實測值之間也可能存在差異。因此，有必要對輸電線路的參數進行辨識，并在此基礎上估計其真實參數， 從而提高電網基礎數據的準確性。
現有的輸電線路參數辨識與估計方法，如2008年第32卷第5期《電力系統自動化》中“基于WAMS/SCADA混合量測的電網參數辨識與估計”一文，公開的方法是首先由線路兩端多個時段的量測量計算線路的相對殘差指標(稱為々指標)，再根據々指標的數值大小來判斷含有錯誤參數的線路，最后應用遺傳算法求解使々指標最小的線路參數，即為線路參數的估計值。該方法所采用的々指標的定義為多個時段線路相對量測誤差的平均值，其中，線路相對量測誤差為線路某一端(例如末端)電壓和電流的計算值(即由另一端(首端) 的電壓和電流以及線路參數，根據電路定律求得的計算值)相對于其量測值的誤差的平方和。該方法的主要缺點是①々指標不能區分參數錯誤和量測錯誤，當量測值很小時々指標還存在數值穩定性問題；②計算々指標時需要人工設置適當的時段數，不同時段數對應的々指標在數值上相差很大，從而導致利用D指標的數值來判斷是否有錯誤參數時出現誤判或漏判；③々指標的計算需要PMU (Phasor Measurement Unit，相量測量單元)量測數據或者PMU與SCADA的混合量測數據，僅適用于兩端均配置有PMU或者一端配置PMU裝置、 另一端配置SCADA裝置的輸電線路的參數辨識與估計，當線路兩端只有SCADA量測數據時， 無法計算々指標，限制了方法的適用性。又如申請號為201110024996.6的“基于PMU量測數據的電力線路參數的辨識與估計方法”專利，公開了一種基于線路兩端多個時段的PMU量測數據進行線路參數辨識和估計的方法。該方法的主要缺點是要求線路兩端都必須安裝 PMU裝置，工程實用性較差。由于PMU的價格目前還比較昂貴，我國有很多輸電線路，特別是 220kV及以下電壓等級的輸電線路，線路兩端僅裝設有SCADA數據量測裝置，尚未實現兩端裝設PMU裝置，對于這些線路，上述兩種方法均不能適用。
發明內容
本發明的目的是針對現有輸電線路參數辨識與估計方法的不足，提供一種基于 SCADA量測數據的輸電線路參數的辨識與估計方法。本方法能夠有效消除隨機量測誤差對辨識與估計結果的影響，適用于兩端僅有SCADA量測數據的線路，具有辨識效果好，估計精度高，工程適應性強等特點。實現本發明目的之技術方案是一種基于SCADA量測數據的輸電線路參數的辨識與估計方法，利用計算機和輸電線路兩端的數據采集裝置，通過程序，首先輸入被辨識與估計線路的基本參數，其次輸入線路兩端多個時段的SCADA數據，然后根據線路兩端的SCADA 數據先計算線路的標么值殘差指標，即T指標，再根據T指標判斷是否存在錯誤參數，當存在錯誤參數時，則進一步估計該線路的正確參數；否則結束程序。其具體方法步驟如下
(1)輸入線路的基本參數
輸入被辨識與估計輸電線路的基本參數，包括線路電阻A電抗I和電納Α的參考值， 標么值殘差指標σ指標)的門檻值Tc,線路的額定電壓^、功率基準Sb,參數辨識收斂精度 ε ！和參數估計收斂精度ε 2 ；
(2)輸入線路兩端多個時段的SCADA數據
第(1)步完成后，輸入被辨識與估計線路兩端多個時段的SCADA量測數據，即線路首、 末兩端的電壓幅值、有功功率和無功功率的量測值；
(3)計算線路的T指標
第(2)步完成后，計算線路的T指標，具體步驟如下 先初始化循環變量I并令A=I ；
后讀取第A個時段線路兩端的SCADA量測數據線路首端電壓的幅值、線路首端的有功功率和無功功率、線路末端電壓的幅值，以及線路末端的有功功率和無功功率，功率和電流的參考方向均以流入線路為正；
再基于線路兩端的SCADA量測數據和基本的電流電壓關系，計算線路的Γ指標，其計算步驟如下
1) 計算第A個時段線路末端的電壓幅值、有功功率和無功功率首先，根據線路首端第k個時段的SCADA量測數據，以首端電壓為參考相量，計算第k 個時段線路末端的電壓和電流相量，計算公式為
權利要求
1. 一種基于SCADA量測數據的輸電線路參數的辨識與估計方法，利用計算機和線路兩端的數據采集裝置，通過程序進行線路參數的辨識與估計，其特征在于所述方法的具體步驟如下(1)輸入線路的基本參數輸入被辨識與估計輸電線路的基本參數，包括線路電阻/P、電抗Z和電納i 的參考值，標么值殘差指標的門檻值，即r指標的門檻值/;，線路的額定電壓仏、功率基準&，參數辨識收斂精度εγ和參數估計收斂精度ε2 ；(2)輸入線路兩端多個時段的SCADA數據第(1)步完成后，輸入被辨識與估計線路兩端多個時段的SCADA量測數據，即線路首、 末兩端的電壓幅值、有功功率和無功功率的量測值；(3)計算線路的T指標第(2)步完成后，計算線路的T指標，具體步驟如下 先初始化循環變量I并令A=I ；后讀取第A個時段線路兩端的SCADA量測數據線路首端電壓的幅值、線路首端的有功功率和無功功率、線路末端電壓的幅值，以及線路末端的有功功率和無功功率，功率和電流的參考方向均以流入線路為正；再基于線路兩端的SCADA量測數據和基本的電流電壓關系，計算線路的Γ指標，其計算步驟如下1) 計算第A個時段線路末端的電壓幅值、有功功率和無功功率首先，根據線路首端第k個時段的SCADA量測數據，以首端電壓為參考相量，計算第k 個時段線路末端的電壓和電流相量，計算公式為
全文摘要
一種基于SCADA量測數據的輸電線路參數的辨識與估計方法，屬于輸電線路參數辨識與估計技術領域。本發明利用計算機和輸電線路兩端的數據采集裝置，通過程序，先輸入被辨識與估計輸電線路的基本數據，后根據該線路兩端多個時段的SCADA量測數據，計算T指標并判斷錯誤參數后，得到該線路正確參數的估計值。本發明方法簡單，對原始數據要求不高，辨識效果好，估計精度高，工程實用性強，便于推廣應用。本發明可廣泛應用于兩端裝設有SCADA裝置的輸電線路集中參數的辨識與估計，特別適用于未裝設PMU裝置的輸電線路集中參數的辨識與估計。
文檔編號G01R27/02GK102495288SQ20111040463
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者余娟, 易元睿, 朱柳, 李翔, 楊煥燕, 王芳, 趙科, 趙雪騫, 趙霞, 顏偉 申請人:重慶大學
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