一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置及其方法，包括以下步骤：1)实时采集电网二次回路的电压和电流信号，并对得到的电压、电流信号进行转换滤波后进行离散采样，得到电压、电流信号的原始采样值；2)实时采集电网二次回路的开入状态信息，并对得到的开入状态信息进行防抖和判别后转换为数字信号，得到线路开关的分合状态信息用于人机界面的显示；3)根据电压、电流信号的原始采样值进行相量计算和负荷参数辨识，得到相量计算结果和负荷参数辨识结果；4)将步骤2)中的开关状态信息、步骤3)中得到的相量数据和负荷模型参数辨识结果，通过人机界面进行显示，并上传到调度主站。

A load parameter identification device at the station end of power system and its method

The invention relates to a power plant load parameter identification device station terminal and the method comprises the following steps: 1) the real-time collection of power system the two loop voltage and current signal, and the voltage and current signals after filtering for discrete sampling, get the voltage and current signal of the original sampling value; 2) into the real-time information acquisition grid the two loop, and the open state information obtained by the anti shake and discrimination after the digital signal converted by the switch off state information for man-machine interface display; 3) according to the original sampling signals of voltage and current value of phasor calculation and load parameter identification, phase calculation results and load parameter identification results; 4) in step 2) and switch state information in step 3) in the phasor data and load model parameter identification results, It is displayed by the man-machine interface and uploaded to the master station of the scheduling.

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置及其方法
本专利技术属于电力系统动态监测
，特别是涉及一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置及其方法。
技术介绍
电力系统模型对电力系统运行仿真分析计算至关重要，其负荷参数的建模在电力系统模型的应用中起着关键性作用。选择不同的负荷模型与参数，对电力系统仿真分析中的动态响应结果存在着差异，甚至影响电力系统稳定性的判别。分析不同的电力系统稳定问题，对负荷模型的要求也是不同的，必须根据负荷模型的应用目的以及相应问题对负荷模型的具体要求，来建立符合实际负荷位置、成分、结构等条件的不同负荷模型，以保证仿真分析的准确性。近年来各国研究者在负荷建模方面开展了一系列卓有成效的工作，并且应用在了工程实际中。然而，现有的负荷模型辨识工作中仍然存在着如下一系列的问题有待解决。首先，是对负荷模型时变性的跟踪问题。与负荷预测相类似，负荷模型的时变性同样体现在短期的不同时段并随着时间推移而产生的变化等。在现有的负荷建模方法中，统计综合法是采用间隔周期的方法来跟踪负荷模型频率较低的时变性特性，其工作量较大；总体测辨法是基于故障后响应展开的，能否进行负荷模型总体测辨需要依赖于故障是否存在，而且总体测辨法对负荷模型时变性的跟踪也不够理想，能否开展负荷辨识不可以人为选择而是需要依赖于故障的存在。其次，是对负荷模型多样性的模型描述问题。负荷模型辨识中所采用的模型结构主要用感应电动机来描述动负荷的特性，而用多项式模型或者幂指数模型来描述静负荷的特性。然而，随着近年来智能电网技术的飞速发展，新能源、储能、电动汽车等新型用电设备大规模接入电网中，分布式发电与各种储能装置的大规模普及使得很难再像传统电力系统中能够明确区分出哪个节点是完全的负荷节点，负荷为主导的母线下面也会接入一定的分布式发电或储能装置。此外，随着电力电子设备的大规模普及，以变频空调为代表的电力电子类负荷在电力负荷中所占的比重也越来越大，动负荷的特性难以用感应电动机来完全描述，需要引入新的模型结构来进行处理。最后，即使仅仅考虑完全由感应电动机与静负荷所组成的负荷模型结构，现有的研究中也没有考虑在相同模型结构下不同参数所导致的多样性问题以及经过传输电抗之后的多样性负荷的聚合问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置及其方法，通过实测信号，可实现站端实测同步相量数据，并进行主导负荷参数的在线辨识。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置，其特征在于：其包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、逻辑计算模块和功能管理模块；所述第一数据采集模块用于对实时采集的电力系统厂站端电网的电压和电流信号进行离散采样，得到电压、电流信号的原始采样值并发送到所述逻辑计算模块；所述第二数据采集模块用于对实时采集的电力系统厂站端电网的开入信号转换为数字信号并发送到所述逻辑计算模块；所述逻辑计算模块根据接收到的电压、电流原始采样值和开入信号进行相量计算和负荷参数辨识，并将相量计算结果和负荷参数辨识结果发送到所述功能管理模块；所述功能管理模块对接收到的相量计算结果和负荷参数辨识结果进行实时显示和存储，并上传到调度主站。所述第一数据采集模块包括交流输入模块、电压/电流转换模块、第一ADC模块和第二ADC模块；所述交流输入模块用于实时采集电力系统厂站端的电流和电压信号，发送到所述电压/电流转换模块；所述电压/电流转换模块对接收到的电压和电流信号进行滤波转换，并将转换后的电压信号发送到所述第一ADC模块，将转换后的电流信号发送到所述第二ADC模块；所述第一ADC模块和第二ADC模块分别对接收到的电压信号和电流信号进行模数转换和采样，并将初始值采样结果发送到所述逻辑计算模块。所述第二数据采集模块包括开入信号检测模块和微控制单元模块，所述开入信号检测模块实时测量电网的开入状态信息，并发送到所述微控制单元模块；所述微控制单元模块对接收到的开入状态信息进行防抖和判别后将其转换为数字信号，并发送到所述逻辑计算模块。所述逻辑计算模块包括FPGA模块、第一DSP模块和第二DSP模块；所述FPGA根据输入的电压电流信号，进行组包及数据同步，并发送到所述第一DSP模块和第二DSP模块；所述第一DSP模块根据输入的同步的电压电流信号进行相量计算，计算得到的相量数据转发至所述第二DSP模块；所述第二DSP模块通过接收到的相量数据进行负荷参数辨识，并将负荷参数辨识结果发送到功能管理模块。所述功能管理模块包括CPU、人机接口模块、通信模块和数据存储模块；所述CPU接收到所述第一DSP模块和第二DSP模块发送的数据后，分别将计算的相量计算结果和负荷参数辨识结果发送到所述人机接口模块、数据存储模块和通信模块；所述人机接口模块实时显示相量计算结果和负荷参数辨识结果；所述数据存储模块用于存储相量计算结果和负荷参数辨识结果；所述通信模块用于将CPU发送的相量计算结果和负荷参数辨识结果上传到调度主站。一种电力系统厂站端的负荷参数辨识方法，其特征在于包括以下步骤：1)实时采集电网二次回路的电压和电流信号，并对得到的电压、电流信号进行转换滤波后进行离散采样，得到电压、电流信号的原始采样值；2)实时采集电网二次回路的开入状态信息，并对得到的开入状态信息进行防抖和判别后转换为数字信号，得到线路开关的分合状态信息用于人机界面的显示；3)根据电压、电流信号的原始采样值进行相量计算和负荷参数辨识，得到相量计算结果和负荷参数辨识结果；4)将步骤2)中的开关状态信息、步骤3)中得到的相量数据和负荷参数辨识结果，通过人机界面进行显示，并上传到调度主站。所述步骤3)中，进行相量计算和负荷参数辨识的方法，包括以下步骤：3.1)根据电压、电流信号的原始采样值进行实时相量计算，得到电压、电流的相量数据，包括三相基波电压和电流的相量数据以及正序、负序、零序电压和电流的相量数据；3.2)根据步骤3.1)得到的电压、电流的相量数据进行系统扰动判别，得到符合扰动判别条件的电压、电流的相量数据；3.3)根据得到的符合扰动判别条件的电压、电流信号的相量数据进行负荷参数辨识计算，得到负荷参数辨识结果。所述步骤3.2)中，扰动判别方法包括以下步骤：3.2.1)根据预设的电流突变量定值判断当前输入的各相电流是否发生突变，判别公式为：||IΦ(t)|-|IΦ(t-60ms)||＞ID，式中，ID为电流突变量定值，|IΦ(t)|为电流t时刻的有效值，|IΦ(t-60ms)|为电流60ms前时刻的有效值；3.2.2)根据预设的零序电流突变量定值判断当前的零序电流是否发生突变，判别公式为：||I0(t)|-|I0(t-60ms)||＞I0D，式中，I0D为零序电流突变量定值，|I0(t)|为零序电流t时刻的有效值，|I0(t-60ms)为零序电流60ms前时刻的有效值；3.2.3)根据预设的电压突变量定值，判断当前的输入各相电压信号是否发生突变，判别公式为：||UΦ(t)|-|UΦ(t-60ms)||＞UD，式中，UD为电压突变量定值，|UΦ(t)|为相电压t时刻的有效值，|UΦ(t-60ms)|为相电压60ms前时刻的有效值；3.2.4)根据预设的零序电压突变定值，判断当前的零序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置，其特征在于：其包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、逻辑计算模块和功能管理模块；所述第一数据采集模块用于对实时采集的电力系统厂站端电网的电压和电流信号进行离散采样，得到电压、电流信号的原始采样值并发送到所述逻辑计算模块；所述第二数据采集模块用于对实时采集的电力系统厂站端电网的开入信号转换为数字信号并发送到所述逻辑计算模块；所述逻辑计算模块根据接收到的电压、电流原始采样值和开入信号进行相量计算和负荷参数辨识，并将相量计算结果和负荷参数辨识结果发送到所述功能管理模块；所述功能管理模块对接收到的相量计算结果和负荷参数辨识结果进行实时显示和存储，并上传到调度主站。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置，其特征在于：其包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、逻辑计算模块和功能管理模块；所述第一数据采集模块用于对实时采集的电力系统厂站端电网的电压和电流信号进行离散采样，得到电压、电流信号的原始采样值并发送到所述逻辑计算模块；所述第二数据采集模块用于对实时采集的电力系统厂站端电网的开入信号转换为数字信号并发送到所述逻辑计算模块；所述逻辑计算模块根据接收到的电压、电流原始采样值和开入信号进行相量计算和负荷参数辨识，并将相量计算结果和负荷参数辨识结果发送到所述功能管理模块；所述功能管理模块对接收到的相量计算结果和负荷参数辨识结果进行实时显示和存储，并上传到调度主站。2.如权利要求1所述的一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置，其特征在于：所述第一数据采集模块包括交流输入模块、电压/电流转换模块、第一ADC模块和第二ADC模块；所述交流输入模块用于实时采集电力系统厂站端的电流和电压信号，发送到所述电压/电流转换模块；所述电压/电流转换模块对接收到的电压和电流信号进行滤波转换，并将转换后的电压信号发送到所述第一ADC模块，将转换后的电流信号发送到所述第二ADC模块；所述第一ADC模块和第二ADC模块分别对接收到的电压信号和电流信号进行模数转换和采样，并将初始值采样结果发送到所述逻辑计算模块。3.如权利要求1所述的一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置，其特征在于：所述第二数据采集模块包括开入信号检测模块和微控制单元模块，所述开入信号检测模块实时测量电网的开入状态信息，并发送到所述微控制单元模块；所述微控制单元模块对接收到的开入状态信息进行防抖和判别后将其转换为数字信号，并发送到所述逻辑计算模块。4.如权利要求1所述的一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置，其特征在于：所述逻辑计算模块包括FPGA模块、第一DSP模块和第二DSP模块；所述FPGA根据输入的电压电流信号，进行组包及数据同步，并发送到所述第一DSP模块和第二DSP模块；所述第一DSP模块根据输入的同步的电压电流信号进行相量计算，计算得到的相量数据转发至所述第二DSP模块；所述第二DSP模块通过接收到的相量数据进行负荷参数辨识，并将负荷参数辨识结果发送到功能管理模块。5.如权利要求1所述的一种电力系统厂站端的负荷参数辨识装置，其特征在于：所述功能管理模块包括CPU、人机接口模块、通信模块和数据存储模块；所述CPU接收到所述第一DSP模块和第二DSP模块发送的数据后，分别将计算的相量计算结果和负荷参数辨识结果发送到所述人机接口模块、数据存储模块和通信模块；所述人机接口模块实时显示相量计算结果和负荷参数辨识结果；所述数据存储模块用于存储相量计算结果和负荷参数辨识结果；所述通信模块用于将CPU发送的相量计算结果和负荷参数辨识结果上传到调度主站。6.一种电力系统厂站端的负荷参数辨识方法，其特征在于包括以下步骤：1)实时采集电网二次回路的电压和电流信号，并对得到的电压、电流信号进行转换滤波后进行离散采样，得到电压、电流信号的原始采样值；2)实时采集电网二次回路的开入状态信息，并对得到的开入状态信息进行防抖和判别后转换为数字信号，得到线路开关的分合状态信息用于人机界面的显示；3)根据电压、电流信号的原始采样值进行相量计算和负荷参数辨识，得到相量计算结果和负荷参数辨识结果；4)将步骤2)中的开关状态信息、步骤3)中得到的相量计算结果和负荷参数辨识结果，通过人机界面进行显示，并上传到调度主站。7.如权利要求6所述的一种电力系统厂站端的负荷参数辨识方法，其特征在于：所述步骤3)中，进行相量计算和负荷参数辨识的方法，包括以下步骤：3.1)根据电压、电流信号的原始采样值进行实时相量计算，得到电压、电流的相量数据，包括三相基波电压和电流的相量数据以及正序、负序、零序电压和电流的相量数据；3.2)根据步骤3.1)得到的电压、电流的相量数据进行系统扰动判别，得到符合扰动判别条件的电压、电流的相量数据；3.3)根据得到的符合扰动判别条件的电压、电流信号的相量数据进行负荷参数辨识计算，得到负荷参数辨识结果。8.如权利要求7所述的一种电力系统厂站端的负荷参数辨识方法，其特征在于：所述步骤3.2)中，扰动判别方法包括以下步骤：3.2.1)根据预设的电流突变量定值判断当前输入的各相电流是否发生突变，判别公式为：||IΦ(t)|-|...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊春晖，李明宇，王颖，尚慧玉，陆超，刘春晓，
申请(专利权)人：清华大学，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11