一种电力系统PMU不良数据识别方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电力系统PMU不良数据识别方法，该方法首先通过制定时标量测数据标准，使得调度主站系统能够快速获取PMU量测信息。在此基础上，通过PMU量测数据初筛及多源数据互校验判断PMU量测的有效性。利用多约束条件的PMU量测预处理技术，实现PMU不良数据的有效识别，从而提高调控主站电网支路参数辨识结果的准确性，为在线分析软件提供可靠的数据基础。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统PMU不良数据识别方法
本专利技术涉及电力系统计算领域，具体涉及一种电力系统PMU不良数据识别方法。
技术介绍
随着电网规模不断扩大以及可再生能源接入，电网结构和运行特性愈加复杂，对电网精益化调度和智能化控制水平提出了更高的要求。状态估计、潮流计算等发挥出愈加重要的作用，其计算结果直接影响到静态安全、安全校核等在线应用的准确性。状态估计、潮流计算算法已相对成熟，影响其计算结果准确性的主要是电网模型和参数。随着电网模型的相关标准逐步统一，模型的准确性有了较大的提升，而受测量方法、维护手段、环境因素等影响，在线分析软件实用化过程中使用的电网支路参数与实际参数存在差异。近年来，随着调度中心广域测量系统(WideAreaMeasurementSystem，WAMS)的日趋成熟，PMU布点规模的增加及量测覆盖范围的扩大，基于PMU的电网支路参数辨识已成为满足电网稳态高精度支路参数辨识要求的技术解决方案，而PMU数据是否可用成为电网支路参数辨识首先解决的关键问题。电网调度系统中常用不良数据辨识方法是残差搜索法和非二次准则法。文章《基于量测量替换与标准化残差检测的不良数据辨识》通过量测量的替换和最终状态估计对可疑数据的核对达到了克服残差淹没和残差污染的目的，提高了不良数据辨识的准确性；文章《递归量测误差估计辨识法及其应用》利用线性递推公式计算量测集变化后状态变量、残差及其方差的新值,避免了状态再估计和计算残差灵敏度矩阵,提升了计算速度。但传统不良数据辨识方法主要适用于单个不良数据或弱相关的多个不良数据的辨识。在量测系统不良数据辨识新理论研究方面，文章《利用图论方法进行多不良数据检测与辨识》利用了量测量间的相互校核作用，提出了一种新的多不良数据检测与辨识的方法，使检测相关多不良数据的可靠程度大大提高。文章《新息图状态估计中多相关不良数据辨识》分析新息图中不良数据的相关形式及多相关不良数据情况下新息差向量表现的特征，提出辨识新息图中多相关不良数据方法，提升了不良数据辨识的准确性。这些新研究的辨识方法目前还缺乏大量工程应用的实例，且主要应用于SCADA量测系统的不良数据辨识，以提升状态估计的可靠性。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种电力系统PMU不良数据识别方法，本专利技术从电网PMU数据可用的角度出发，以消除显著的PMU不良数据为目标，通过PMU量测预处理技术，实现PMU不良数据的有效识别。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种电力系统PMU不良数据识别方法，其改进之处在于，所述识别方法包括下述步骤：(1)PMU量测数据读取与存储；(2)PMU量测数据初筛及多源数据互校验；(3)基于多约束条件的PMU量测数据预处理。进一步地，所述步骤(1)中，PMU量测信息的抽取与存储功能包括：基于海迅实时数据库接口的PMU信息读取和PMU数据文件的存储。进一步地，所述基于海迅实时数据库接口的PMU信息抽取指的是利用智能电网调度控制系统WAMS海迅实时数据库接口读取PMU量测信息，按照采集频率抽取带时标的PMU量测数据；所述采集频率包括25帧/秒、50帧/秒、100帧/秒。进一步地，所述PMU数据文件的存储中，电网支路PMU信息包括支路双端变电站遥测三相量测，考虑到调度主站PMU数据的辨识效率，采用符合标准规范的数据文件存储方式，数据文件采用遵循IEC61970标准的CIM/E格式。进一步地，所述步骤(2)的PMU量测数据初筛及多源数据互校验包括下述步骤：1)基于量测质量位的PMU数据初筛：根据子站传输给调控主站的PMU量测质量标识筛选电网支路有效PMU量测信息，包括节点电压相量、支路电流相量两类PMU相量量测。2)利用统一时标SCADA量测的PMU数据校验：通过PMU节点电压相量、支路电流相量计算电网支路的等值功率量测为：式(1)-(4)中，为电网支路首端PMU等值有功量测；为电网支路首端PMU等值无功量测；Ui、分别为电网支路首端电压相量的幅值和幅角；Ii、分别为电网支路首端电流相量的幅值和幅角；为电网支路末端PMU有等值功量测；为电网支路末端PMU等值无功量测；Uj、分别为电网支路末端电压相量的幅值和幅角；Ij、分别为电网支路末端电流相量的幅值和幅角；根据PMU电压相量、电流相量计算出的输电线路双端功率量测，采用数据插值为SCADA量测打上统一时标，利用统一时标SCADA量测对PMU量测进行校验。进一步地，所述利用统一时标SCADA量测对PMU量测进行校验包括下述步骤：①功率量测匹配校验：设置功率校验门槛值为ηw，当支路两端功率量测满足时，PMU等值功率与统一时标SCADA功率量测匹配；②电压幅值量测匹配校验：设置电压幅值校验门槛值为ηv，则当支路两端节点电压幅值量测满足时，PMU电压幅值量测与统一时标SCADA电压幅值量测匹配；③电流幅值量测匹配校验：设置电流幅值校验门槛为ηi，则当支路两端电流量测满足时，PMU电流幅值量测与统一时标SCADA电流幅值量测匹配。如果统一时标SCADA无电流幅值量测，则通过功率和电压幅值量测计算获取；其中：表示电网支路统一时标SCADA有功或无功量测，表示电网支路PMU等值有功或无功量测；Usca表示电网支路两端节点电压幅值统一时标SCADA量测；Upmu表示电网支路两端节点电压相量幅值量测；Isca表示电网支路两端电流幅值统一时标SCADA量测；Ipmu表示电网支路两端电流相量幅值量测。进一步地，所述步骤(3)的基于多约束条件的PMU量测数据预处理包括下述步骤：1)电网支路最大传输功率约束的PMU不良数据识别；2)利用电网支路一端量测，及其设计参数推算另一端的PMU不良数据识别；3)利用三相不平衡度识别PMU不良数据。进一步地，所述步骤1)中，电网支路有功方程表示为：Pij＝Bij(θi-θj)(5)式(5)中，Pij为流过电网支路ij的有功功率，Bij为电网支路ij电纳，θi、θj为电网支路两端节点i、j电压相角；针对不同电压等级电网支路，利用智能电网调度控制系统电网支路输送的最大功率限值，将此作为参考量，与实际电网支路的电压相角差进行比照识别PMU不良数据。设电网支路电抗为Xbch，电网支路输送的最大功率限值为根据直流潮流计算出电网支路最大电压相角差为：考虑到直流潮流计算误差，按照专家经验取可靠系数k＝5％，则电压相角差范围为：进一步地，所述步骤2)中，利用电网支路一端量测，及其设计参数推算另一端的PMU不良数据识别为：a、已知支路i侧相量，求相量，表达式如下：b、已知支路j侧相量，求相量式(7)、(8)中：Z为线路支路阻抗，Mi、Mj为电网支路对地电纳，为节点i的电压相量量测，为节点j的电压相量量测，为支路i端电流相量量测、为支路j端电流相量量测；i、j分别为电网支路两端节点；当电网支路类型为输电线路时，Mi＝Mj＝yc，yc为输电线路对地充电电容；当电网支路类型为变压器时，其中K为变压器非标准变比，bT为变压器标准侧电纳；通过智能电网调度控制系统获取输电线路类型及其长度，根据《电力工程电气设计手册》的单位阻抗计算电网支路设计参数，利用一端PMU量测，结合电网支路设计参数，计算另一端相量，通过双端PMU量测的互判，依据设计参数的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统PMU不良数据识别方法，其特征在于，所述识别方法包括下述步骤：(1)PMU量测数据读取与存储；(2)PMU量测数据初筛及多源数据互校验；(3)基于多约束条件的PMU量测数据预处理。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统PMU不良数据识别方法，其特征在于，所述识别方法包括下述步骤：(1)PMU量测数据读取与存储；(2)PMU量测数据初筛及多源数据互校验；(3)基于多约束条件的PMU量测数据预处理。2.如权利要求1所述的电力系统PMU不良数据识别方法，其特征在于，所述步骤(1)中，PMU量测信息的读取与存储功能包括：基于海迅实时数据库接口的PMU信息抽取和PMU数据文件的存储。3.如权利要求2所述的电力系统PMU不良数据识别方法，其特征在于，所述基于海迅实时数据库接口的PMU信息抽取指的是利用智能电网调度控制系统WAMS海迅实时数据库接口读取PMU量测信息，按照采集频率抽取带时标的PMU量测数据；所述采集频率包括25帧/秒、50帧/秒、100帧/秒。4.如权利要求2所述的电力系统PMU不良数据识别方法，其特征在于，所述PMU数据文件的存储中，电网支路PMU信息包括支路双端变电站遥测三相量测，考虑到调度主站PMU数据的辨识效率，采用符合标准规范的数据文件存储方式，数据文件采用遵循IEC61970标准的CIM/E格式。5.如权利要求1所述的电力系统PMU不良数据识别方法，其特征在于，所述步骤(2)的PMU量测数据初筛及多源数据互校验包括下述步骤：1)基于量测质量位的PMU数据初筛：根据子站传输给调控主站的PMU量测质量标识筛选电网支路有效PMU量测信息，包括节点电压相量、支路电流相量两类PMU相量量测。2)利用统一时标SCADA量测的PMU数据校验：通过PMU节点电压相量、支路电流相量计算电网支路的等值功率量测为：式(1)-(4)中，为电网支路首端PMU等值有功量测；为电网支路首端PMU等值无功量测；Ui、分别为电网支路首端电压相量的幅值和幅角；Ii、分别为电网支路首端电流相量的幅值和幅角；为电网支路末端PMU等值有功量测；为电网支路末端等值PMU无功量测；Uj、分别为电网支路末端电压相量的幅值和幅角；Ij、分别为电网支路末端电流相量的幅值和幅角；根据PMU电压相量、电流相量计算出的输电线路双端功率量测，采用数据插值为SCADA量测打上统一时标，利用统一时标SCADA量测对PMU量测进行校验。6.如权利要求5所述的电力系统PMU不良数据识别方法，其特征在于，所述利用统一时标SCADA量测对PMU量测进行校验包括下述步骤：①功率量测匹配校验：设置功率校验门槛值为ηw，当支路两端功率量测满足时，PMU等值功率与统一时标SCADA功率量测匹配；②电压幅值量测匹配校验：设置电压幅值校验门槛值为ηv，则当支路两端节点电压幅值量测满足时，PMU电压幅值量测与统一时标SCADA电压幅值量测匹配；③电流幅值量测匹配校验：设置电流幅值校验门槛为ηi，则当支路两端电流量测满足时，PMU电流幅值量测与统一时标SCADA电流幅值量测匹配。如果统一时标SCADA无电流幅值量测，则通过功率和电压幅值量测计算获取；其中：表示电网支路统一时标SCADA有功或无功量测，表示电网支路PMU等值有功或无功量测；Usca表示电网支路两端节点电压幅值统一时标SCADA量测；Upmu表示电网支路两端节点电压相量幅值量测；Isca表示电网支路两端电流幅值统一时标SCADA量测；Ipmu表示电网支路两端电流相量幅值量测。7.如权利要求1所述的电力系统PMU不良数据识别方法，其特征在于，所述步骤(3)的基于多约束条件的PMU量测数据预处理包括下述步骤：1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊，陈军，姚建国，苏大威，陈利跃，景志林，马晓磊，张彦军，吴海伟，张琦兵，於益军，冯树海，石飞，卢敏，徐鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网新疆电力公司，国网江苏省电力公司，国网浙江省电力公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32