本发明专利技术涉及一种基于电力系统电压类噪声信号的节点电压相互影响因子辨识方法，属于电力系统稳定分析评估领域。首先明确电压相互影响因子的应用条件和适用对象：电压相互影响因子主要用于衡量多直流系统中各直流系统之间的相互影响作用，基于系统稳态或暂稳态过程；对系统进行线性简化，建立多送出直流系统节点电压灵敏度辨识模型；采集电力系统中各节点电压信号，进行信号滤波、限幅、去趋势等处理，得到节点电压类噪声信号；采用多元线性化逐步回归的方法辨识得到直流线路换流母线电压间的相互影响因子。本发明专利技术方法可以用于监测系统间的相互作用强度，为系统局部稳定程度提供判据，有效提高电力系统稳定风险预测效率，降低实地试验的成本。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种基于电力系统电压类噪声信号的节点电压相互影响因子辨识方法，属于电力系统稳定分析评估领域。首先明确电压相互影响因子的应用条件和适用对象：电压相互影响因子主要用于衡量多直流系统中各直流系统之间的相互影响作用，基于系统稳态或暂稳态过程；对系统进行线性简化，建立多送出直流系统节点电压灵敏度辨识模型；采集电力系统中各节点电压信号，进行信号滤波、限幅、去趋势等处理，得到节点电压类噪声信号；采用多元线性化逐步回归的方法辨识得到直流线路换流母线电压间的相互影响因子。本专利技术方法可以用于监测系统间的相互作用强度，为系统局部稳定程度提供判据，有效提高电力系统稳定风险预测效率，降低实地试验的成本。【专利说明】-种基于类噪声的节点电压相互影响因子的在线辨识方法
本专利技术涉及，属于电力 系统稳定分析评估领域。
技术介绍
随着我国高压直流工程的不断建设，已经出现了多了交直流互联大电网，对于多 直流系统而言，其落点紧密、电气距离近，各直流系统间具有强耦合特征。与纯交流系统或 者单直流系统相比，多直流系统的稳定程度不仅与本直流系统电网结构、控制方式等有关， 也受到与相邻其它直流系统影响，因此多直流系统间的相互作用特性对整个交直流系统的 安全稳定有很大的影响，合理有效的评价多直流系统间的相互作用对于今后交直流大电网 前期规划和稳定运行意义重大 目前，用来衡量多直流系统中各直流之间相互影响作用的指标主要有直流线路之 间的等值耦合阻抗、节点电压相互作用系数、多馈入交互作用因子（MIIF)三种，第一种指 标根据已知系统的网络结构和参数进行离线计算得到；第二种指标基于潮流模型推导得 出节点电压之间的相对变化关系；第三种指标则基于系统实际运行方式进行扰动实验，或 换流母线实地投切电抗或仿真实验设置节点电压跌落，获得各直流系统之间的交互作用因 子。 上述三种方法，在一定的条件下得到的系统电压交互作用评价指标具有一致性， 但同时也存在很多差异：第一种方法对系统模型数据依赖性强，对于规模巨大的实际系统， 进行拓扑分析任务量巨大，多用于规划中系统稳定性的初步评估，应用性不强。此外，该方 法主要考虑系统间的电气距离和联接关系，欠缺考虑系统中的控制方式和调节设备的影 响；第二种方法基于实际系统和运行方式，扰动实验求得的评价指标包含了系统中复杂的 电气关系，贴近实际，但扰动过程需要慎重，可能会对系统的正常运行产生干扰。第三种方 法，克服了第二种方法的缺点，但是这种方法需要先得到该时段系统的网架结构和运行数 据，再建立交直流潮流计算模型，该方法对电网的结构依赖度较强。同时，上述三种方法均 难以做到系统相互影响程度的实时评估和监测，因此需要一种对系统模型依赖度较小，分 析过程相对较简单且可以实现在线评估目的电压相互影响因子在线辨识方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种基于电力系统类噪声的电压相互作用因子在线辨识方 法，以评估多直流线路换流母线之间相互的相互影响作用的同时，克服现有方法操作繁琐 难以实现在线实时监测的问题。 本专利技术提出的基于类噪声的节点电压相互影响因子的在线辨识方法，包括以下步 骤： (1)以电力系统的直流换流母线作为测试节点，以与该测试节点的连接阻抗值标 幺值在〇到〇. 1之间的母线作为待辨识节点，利用以下方法，分别得到测试节点和待辨识节 点的电压类噪声信号： (1?1)利用电力系统中直流换流站的相位测量系统，分别实时采集电力系统中 测试节点和待辨识节点的电压，设定一个宽度为的矩形采样窗，从采样的0时刻到At 时刻，完成第一时段的采样后，对在线采样长度为At的信号序列进行灵敏度辨识，从采样 Λt时刻到3 △t/2时刻，完成第二时段的采样后，对在线采样长度为△t/2的信号序列与第 一采样时段的后Λt/2长度的信号序列组成新的信号序列，进行灵敏度辨识，重复上述过 程，得到电力系统测试节点和待辨识节点的电压信号序列。 (1?2)采用去趋势方法，去除上述步骤（1?1)的电压信号序列中的基频分量， 分别得到测试节点和待辨识节点的电压的类噪声信号； ⑵计算上述（1?2)得到的待辨识节点的类噪声信号与测试节点的类噪声信 号之间的相关系数，根据该相关系数，对待辨识节点与测试节点的相关度进行判断，若相关 系数值在0. 00至±0. 30之间，则判定测试节点与待辨识节点为微相关，若相关系数值在 ±0. 30至±0. 50之间，则判定测试节点与待辨识节点为实相关，若相关系数值在±0. 50至 ±0. 80之间，则判定测试节点与待辨识节点之间为显著相关，若相关系数计算在±0. 80至 ± 1. 00之间，则判定测试节点与待辨识节点为高度相关； (3)采用多元线性回归的方法，根据上述步骤（2)中测量节点与待辨识节点的相 关度，建立一个节点电压相互影响因子的在线辨识模型如下： ΔUm= U1+β2^U2+L+βjΔUj+L+βΝΔUn 其中，i为待辨识节点序号，i= 1，2, 3LN，AUm为测量节点的电压类噪声信号， AUpΛU2、AUi和ΛUn分别为电力系统中各待辨识节点电压类噪声信号，I为第i个待 辨识节点与测量节点之间的电压相互作用因子，Pi的取值方法为：根据上述步骤（2)得到 的相关度，若第i个待辨识节点与测量节点为微相关或实相关，则βi为〇,若第i个待辨识 节点与测量节点为显著相关或高相关，则采用逐步回归的方法，计算得到βi; (4)采用自动检测的方法，对步骤（3)得到的待辨识节点与测量节点之间的电压 相互作用因子进行可靠性检测，检测方法如下： 首先将可靠电压相互影响因子记为QM，在Atlri时刻到Atn时刻，重复步骤（1)? 步骤（3)，得到电压相互影响因子仏，在Atn时刻到Atn+1时刻，重复步骤⑴?步骤（3)， 得到电压相互影响因子QN+1，将Qn与QN+1进行判断，若IQN_QN+11〈10%XQn成立，则判定在 △tn时刻到Δtn+1时刻的电压相互影响因子QN+1为不可靠，并使该时段内的Qn作为可靠电 压相互影响因子Qm;若|QN+1-QnI彡10%XQn，则判定在Atn到Atn+1时段内的电压相互影 响因子QN+1为可靠，并使该时段内的QN+1为可靠电压相互影响因子Qm ; (5)在Λtn+1时刻到Λtn+2时刻，重复步骤（1)?步骤（3)，得到电压相互影响因 子Qn+2，将Qn+2 与上一时段的Qm进行判断，若 |Qn+2-QmI〈10%xqm，或Iqn+2-qm| 彡 10%XQm, 且IQn+「QnI彡10 %XQn，则判定该时间段的Qn+2为可靠电压相互影响因子Qm，若 Qn+2_QmI> 10%XQm，且lQN+1_QNl〈l〇%XQn，则判定该时间段的QN+2为不可靠，使该时间段 的QN+2等于上述QN+1，并将QN+1作为Λtn+1到Λtn+2时段的可靠电压相互影响因子Qm; (6)以步骤（4)、步骤（5)中得到的Qm分别作为第一阶段内三个时段的节点电压 相互影响因子的在线辨识结果； (7)重复步骤（6)，依次得到各辨识阶段的节点电压相互影响因子的在线辨识结 果，形成节点电压相互影响因子曲线。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于类噪声的节点电压相互影响因子的在线辨识方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)以电力系统的直流换流母线作为测试节点，以与该测试节点的连接阻抗值标幺值在0到0.1之间的母线作为待辨识节点，利用以下方法，分别得到测试节点和待辨识节点的电压类噪声信号：(1～1)利用电力系统中直流换流站的相位测量系统，分别实时采集电力系统中测试节点和待辨识节点的电压，设定一个宽度为Δt的矩形采样窗，从采样的0时刻到Δt时刻，完成第一时段的采样后，对在线采样长度为Δt的信号序列进行灵敏度辨识，从采样Δt时刻到3Δt/2时刻，完成第二时段的采样后，对在线采样长度为Δt/2的信号序列与第一采样时段的后Δt/2长度的信号序列组成新的信号序列，进行灵敏度辨识，重复上述过程，得到电力系统测试节点和待辨识节点的电压信号序列。(1～2)采用去趋势方法，去除上述步骤(1～1)的电压信号序列中的基频分量，分别得到测试节点和待辨识节点的电压的类噪声信号；(2)计算上述(1～2)得到的待辨识节点的类噪声信号与测试节点的类噪声信号之间的相关系数，根据该相关系数，对待辨识节点与测试节点的相关度进行判断，若相关系数值在0.00至±0.30之间，则判定测试节点与待辨识节点为微相关，若相关系数值在±0.30至±0.50之间，则判定测试节点与待辨识节点为实相关，若相关系数值在±0.50至±0.80之间，则判定测试节点与待辨识节点之间为显著相关，若相关系数计算在±0.80至±1.00之间，则判定测试节点与待辨识节点为高度相关；(3)采用多元线性回归的方法，根据上述步骤(2)中测量节点与待辨识节点的相关度，建立一个节点电压相互影响因子的在线辨识模型如下：ΔUm＝β1ΔU1+β2ΔU2+L+βiΔUi+L+βNΔUN其中，i为待辨识节点序号，i＝1,2,3L N，ΔUm为测量节点的电压类噪声信号，ΔU1、ΔU2、ΔUi和ΔUN分别为电力系统中各待辨识节点电压类噪声信号，βi为第i个待辨识节点与测量节点之间的电压相互作用因子，βi的取值方法为：根据上述步骤(2)得到的相关度，若第i个待辨识节点与测量节点为微相关或实相关，则βi为0，若第i个待辨识节点与测量节点为显著相关或高相关，则采用逐步回归的方法，计算得到βi；(4)采用自动检测的方法，对步骤(3)得到的待辨识节点与测量节点之间的电压相互作用因子进行可靠性检测，检测方法如下：首先将可靠电压相互影响因子记为QM，在Δtn‑1时刻到Δtn时刻，重复步骤(1)～步骤(3)，得到电压相互影响因子QN，在Δtn时刻到Δtn+1时刻，重复步骤(1)～步骤(3)，得到电压相互影响因子QN+1，将QN与QN+1进行判断，若|QN‑QN+1|<10％×QN成立，则判定在Δtn时刻到Δtn+1时刻的电压相互影响因子QN+1为不可靠，并使该时段内的QN作为可靠电压相互影响因子QM；若|QN+1‑QN|≥10％×QN，则判定在Δtn到Δtn+1时段内的电压相互影响因子QN+1为可靠，并使该时段内的QN+1为可靠电压相互影响因子QM；(5)在Δtn+1时刻到Δtn+2时刻，重复步骤(1)～步骤(3)，得到电压相互影响因子QN+2，将QN+2与上一时段的QM进行判断，若|QN+2‑QM|<10％×QM，或|QN+2‑QM|≥10％×QM，且|QN+1‑QN|≥10％×QN，则判定该时间段的QN+2为可靠电压相互影响因子QM，若|QN+2‑QM|≥10％×QM，且|QN+1‑QN|<10％×QN，则判定该时间段的QN+2为不可靠，使该时间段的QN+2等于上述QN+1，并将QN+1作为Δtn+1到Δtn+2时段的可靠电压相互影响因子QM；(6)以步骤(4)、步骤(5)中得到的QM分别作为第一阶段内三个时段的节点电压相互影响因子的在线辨识结果；(7)重复步骤(6)，依次得到各辨识阶段的节点电压相互影响因子的在线辨识结果，形成节点电压相互影响因子曲线。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁剑，王印峰，高峰，陆超，田蓓，赵晓东，
申请(专利权)人：国网宁夏电力公司电力科学研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：宁夏;64
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