一种同步相量测量单元在线校准方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种同步相量测量单元在线校准方法与装置包括：在不同负载条件下对同步相量测量单元进行测量，得到多组同步相量测量单元数据，并根据多组同步相量测量单元数据计算多组传输线路参数；将多组同步相量测量单元数据对各测量量求偏导，生成阻抗偏导参数；从能量管理系统中获取传输线路的静态参数确定搜索空间，并在搜索空间中对线路参数的偏导进行聚类，与多组传输线路参数生成参数误差；根据阻抗偏导参数与参数误差确定系统误差，并根据系统误差对同步相量测量单元进行校准。本发明专利技术能够根据能量管理系统数学模型与静态参数生成足够精确的参数误差，使得基于模型的校准方法具有实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种同步相量测量单元在线校准方法与装置
本专利技术涉及电气电路领域，特别地，涉及一种同步相量测量单元在线校准方法与装置。
技术介绍
同步相量测量单元(PMU,PhasorMeasurementUnit)在电力系统的大规模安装及相关应用的迅猛发展使其成为未来智能电网发展的关键技术之一。一方面，大多数基于PMU的应用特别是关键的实时在线监控应用，需要测量数据非常可靠和准确；另一方面，在实际安装和运行中由于多种原因而导致其可靠性和精度达不到预期水平。根据之前的应用经验，在很多情况下PMU测量数据会有多种数据质量问题。虽然PMU装置本身精度非常高，但是其采样数据的信号通道会引入误差。具体来说，其测量信号的来源(电压、电流传感器)本身的精度要比PMU装置的精度低几个数量级。因此，在实际中有效的校准方法应该能够同时解决PMU装置本身的误差和其采样数据的信号通道引入的误差。根据PMU相关标准(IEEEC37.118、Q/GDW131-2006和Q/GDW1131-2014)，要求同步对时误差不超过1us，相量幅度误差小于0.2％，角度误差不超过0.2度，在45－55Hz频率范围内误差不超过0.005Hz。为了满足这些标准，许多PMU校准技术被提出。一般来说，这些校准方法根据实现方式可分为两种：离线校准/测试和基于模型的在线校准。离线校准通过利用一些特殊设备(其精度至少要比被测试的PMU高一个数量级)比较PMU的输出和标准的测试信号。此类方法需要非常昂贵的仪器设备，并且由于是离线，由信号通道引入的误差不能够被复制和补偿。基于模型的校准方法假设系统/设备的参数和模型事先已知且准确，通过把PMU测量数据代入到此系统/设备的数学模型中来进行校准。然而，现有方法的假设太苛刻，在实际中往往不可行。有的方法假设能量管理系统(EMS，EnergyManagementSystem)中传输线的数学模型及其静态参数十分精确，但是由于电力系统中的各种动态变化因素，其数学建模很难做到十分精确。有的方法假设部分PMU量测数据没有误差，但是由于PMU数据采集和通信信道中各种随机及未知因素的影响，很难事先区分出精确和不精确的PMU数据。虽然基于数学模型的校准是一种非常有潜力的方法，但是如果不去除这些严苛的假设，此类方法很难在实际中应用。针对现有技术中能量管理系统数学模型与静态参数不精确导致基于模型的校准方法在实际中无法应用的问题，目前尚未有有效的解决方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种同步相量测量单元在线校准方法与装置，能够根据能量管理系统数学模型与静态参数生成足够精确的参数误差，使得基于模型的校准方法具有实际应用价值。基于上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种同步相量测量单元在线校准方法，包括：在不同负载条件下对同步相量测量单元进行测量，得到多组同步相量测量单元数据，并根据多组同步相量测量单元数据计算多组传输线路参数；将多组同步相量测量单元数据对各测量量求偏导，生成阻抗偏导参数；从能量管理系统中获取传输线路的静态参数确定搜索空间，并在搜索空间中对线路参数的偏导进行聚类，与多组传输线路参数生成参数误差；根据阻抗偏导参数与参数误差确定系统误差，并根据系统误差对同步相量测量单元进行校准。在一些实施方式中，所述同步相量测量单元数据为电力传输线PI模型的电流电压数据，包括送电端正序电压相量、送电端正序电流相量、受电端正序电压相量、受电端正序电流相量。在一些实施方式中，所述根据多组同步相量测量单元数据计算多组传输线路参数包括，为根据送电端正序电压相量、送电端正序电流相量、受电端正序电压相量、受电端正序电流相量，以节电电压电流方程获得电力传输线的串联电阻、串联电抗与并联电纳。在一些实施方式中，将多组同步相量测量单元数据对各测量量求偏导，生成阻抗偏导参数包括：将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对送电端正序电压相量求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第一偏导参数；将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对受电端正序电压相量求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第二偏导参数；将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对送电端正序电流相量求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第三偏导参数；将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对受电端正序电流相量求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第四偏导参数；将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对送电端正序电压相量与受电端正序电流相量的向角差求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第五偏导参数；将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对受电端正序电压相量与受电端正序电流相量的向角差求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第六偏导参数；将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对送电端正序电流相量与受电端正序电流相量的向角差求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第七偏导参数。在一些实施方式中，所述从能量管理系统中获取传输线路的静态参数确定搜索空间包括：从能量管理系统中获取电力传输线的串联电阻、串联电抗与并联电纳静态值；根据电力传输线的串联电阻、串联电抗与并联电纳静态值，以及预先设定的误差带系数，在串联电阻、串联电抗与并联电纳三个维度上生成可行性区域；根据串联电阻、串联电抗与并联电纳三个维度上的可行性区域生成搜索空间。在一些实施方式中，所述在搜索空间中对线路参数的偏导进行聚类，与多组传输线路参数生成参数误差包括：遍历搜索空间中的每一点，获得该点与多组传输线路参数的参数误差；将各测量量对线路参数的偏导进行聚类，得到核心点数目与搜索半径；以核心点数目与搜索半径为参数在搜索空间中进行数据过滤，得到核心点数目最多且搜索半径最小的点作为参数误差。在一些实施方式中，所述最大搜索半径幅值为0.03％、相角为0.01°，核心点数目最小值为3。在一些实施方式中，所述根据阻抗偏导参数与参数误差确定系统误差，为使用最小二乘估计法确定系统误差。在一些实施方式中，本方法还包括：在聚类时，搜索空间中的所有点按遍历顺序被编号；确定参数误差时，对应点的编号为传输线路参数对能量管理系统中的静态参数的误差。本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述方法。从上面所述可以看出，本专利技术提供的技术方案通过使用在不同负载条件下对同步相量测量单元进行测量得到多组同步相量测量单元数据计算多组传输线路参数，将多组同步相量测量单元数据对各测量量求偏导生成阻抗偏导参数，从能量管理系统中获取传输线路的静态参数确定搜索空间对线路参数的偏导进行聚类与多组传输线路参数生成参数误差，根据阻抗偏导参数与参数误差确定系统误差并根据系统误差对同步相量测量单元进行校准的技术手段，能够根据能量管理系统数学模型与静态参数生成足够精确的参数误差，使得基于模型的校准方法具有实际应用价值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步相量测量单元在线校准方法，其特征在于，包括：在不同负载条件下对同步相量测量单元进行测量，得到多组同步相量测量单元数据，并根据多组同步相量测量单元数据计算多组传输线路参数；将多组同步相量测量单元数据对各测量量求偏导，生成阻抗偏导参数；从能量管理系统中获取传输线路的静态参数确定搜索空间，并在搜索空间中对线路参数的偏导进行聚类，与多组传输线路参数生成参数误差；根据阻抗偏导参数与参数误差确定系统误差，并根据系统误差对同步相量测量单元进行校准。

【技术特征摘要】
1.一种同步相量测量单元在线校准方法，其特征在于，包括：在不同负载条件下对同步相量测量单元进行测量，得到多组同步相量测量单元数据，并根据多组同步相量测量单元数据计算多组传输线路参数；将多组同步相量测量单元数据对各测量量求偏导，生成阻抗偏导参数；从能量管理系统中获取传输线路的静态参数确定搜索空间，并在搜索空间中对线路参数的偏导进行聚类，与多组传输线路参数生成参数误差；根据阻抗偏导参数与参数误差确定系统误差，并根据系统误差对同步相量测量单元进行校准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步相量测量单元数据为电力传输线PI模型的电流电压数据，包括送电端正序电压相量、送电端正序电流相量、受电端正序电压相量、受电端正序电流相量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据多组同步相量测量单元数据计算多组传输线路参数包括，为根据送电端正序电压相量、送电端正序电流相量、受电端正序电压相量、受电端正序电流相量，以节电电压电流方程获得电力传输线的串联电阻、串联电抗与并联电纳。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将多组同步相量测量单元数据对各测量量求偏导，生成阻抗偏导参数包括：将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对送电端正序电压相量求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第一偏导参数；将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对受电端正序电压相量求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第二偏导参数；将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对送电端正序电流相量求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第三偏导参数；将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对受电端正序电流相量求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第四偏导参数；将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对送电端正序电压相量与受电端正序电流相量的向角差求偏导，获得串联电阻、串联电抗与并联电纳的第五偏导参数；将串联电阻、串联电抗与并联电纳分别对受电端...

【专利技术属性】
技术研发人员：史迪，陆晓，陈晰，苏大威，徐春雷，潘森，张琦兵，王之伟，
申请(专利权)人：国家电网公司，全球能源互联网研究院，国网江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11