一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法及系统，包括：获取配电网网络拓扑结构、PMU布点数目及布点特征；读取需要进行辨识的线路两端的量测数据，建立多点参数辨识模型；依次对不同线路进行辨识，直到整个系统辨识完成，得到辨识结果；以能反映辨识结果误差的综离散度指标作为主导性指标；以支路参数辨识精度总体最优和PMU配置数目最少为目标，建立统一的加权多目标数学模型；采用遗传算法对加权多目标数学模型进行优化，得到PMU的最优配置结果。本发明专利技术能够综合考虑配电网络拓扑结构以及PMU配置数目及配置特征，实现配电系统整体的线路参数辨识。

A PMU configuration method and system for improving the accuracy of parameter identification

【技术实现步骤摘要】
一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法及系统
本专利技术属于基于量测数据的线路参数辨识
，尤其涉及一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法及系统。
技术介绍
状态监测和数据分析技术的进步支撑着电力系统自动化水平的提高，在电网安全经济运行中发挥着越来越重要的作用。精确的电网参数和网络拓扑是实现高级应用可靠运行的前提。SCADA的完善和同步测量终端在配电网的应用，使得基于量测数据的线路参数辨识方法成为可能，为提升线路参数管理水平提供了途径。特别是采用线路两端PMU同步相量的参数辨识方法，具有自适应能力强，辨识精度高，计算量小的优点。实际配电系统SCADA技术成熟，微型PMU在配电网应用需要逐步推广，短时间内无法全网配置PMU。同时，虽然PMU全配置下线路参数辨识结果相比SCADA全配置总体更优，但对于部分支路而言，仅使用SCADA量测数据得到的辨识结果即可满足电网辨识精度要求，提高量测数据精度对降低参数辨识结果误差并不明显。因此如何在SCADA配置基础上，根据配电网拓扑特点，合理增加PMU以修正辨识误差是需要探究的主要内容。在PMU优化配置领域，国内外大量研究主要是构造基于混合量测系统的状态估计模型，并形成了提高状态估计精度为目标的PMU配置方案；或者在混合量测系统基础上，定量分析量测噪声对PMU配置的影响，以提高状态估计精度为目标，采用遗传算法优化PMU安装位置及数量。也有方法利用PMU构建了线路双端变量的直接联系以减少配置数量，并以此为基础使用智能优化算法进行参数辨识，但要求支路至少一侧需配置PMU。综上，现有的研究多将PMU优化配置与参数辨识分别处理，通过PMU配置提高状态估计精度，进而修正错误参数来提高参数辨识精度。而在实际应用中，状态估计、参数估计均与系统潮流的关系不全然相同，通过PMU提高状态估计精度的配置方案，未能将PMU配置目标直接与系统整体参数辨识精度相结合，导致无法根据系统整体的辨识精度要求来确定PMU优化布点。基于提高辨识精度的PMU配置方法还需要确定一定的配置指标，从参数估计中的量测噪声对系统参数辨识的影响程度入手进行参数筛选，以此确定配置指标是解决当前问题的有效途径。其中，参数主导性评估是对参数的重要程度进行量化评价的方法，也是进行参数筛选的有效方式。在现有参数主导性研究中，主要基于量测残差的灵敏度估计提出主导与非主导参数的分类以及噪敏试验辨识方法，利用非主导参数辨识易受量测噪声影响的特点，有效减少了参数估计的工作量。有的研究通过强弱主导参数交替迭代的方法避免了主导性参数相互干扰的问题，提高了参数筛选的稳定性以及估计精度。以上方法基于状态估计最优目标将可疑支路集合中的非主导参数全部剔除，主要进行主导参数的辨识；而在基于参数辨识的主导性评估中，因为非主导参数辨识对量测精度要求更高，需要着重考虑。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提出了一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法及系统，基于SCADA和PMU的多时段量测信息，以提高配电网整体线路参数精度为目标，综合考虑配电网拓扑结构以及PMU布点，根据不同支路的噪敏性特点，给出主导性参数的概念来反映参数辨识精度，并采用主导性指标作为主要配置指标；从参数估计的应用目标和支路参数对状态估计的影响入手，给出参数主导性评估方法；进而以支路参数辨识精度总体最优和配置数目最少为目标，提出基于智能优化算法的PMU配置方法。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法，包括：获取配电网网络拓扑结构、PMU布点数目及布点特征；读取需要进行辨识的线路两端的量测数据，建立多点参数辨识模型；依次对不同线路进行辨识，直到整个系统辨识完成，得到辨识结果；以能反映辨识结果误差的综离散度指标作为主导性指标；以支路参数辨识精度总体最优和PMU配置数目最少为目标，建立统一的加权多目标数学模型；采用遗传算法对加权多目标数学模型进行优化，得到PMU的最优配置结果。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置系统，包括：用于获取配电网网络拓扑结构、PMU布点数目及布点特征的模块；用于读取需要进行辨识的线路两端的量测数据，建立多点参数辨识模型的模块；用于依次对不同线路进行辨识，直到整个系统辨识完成，得到辨识结果的模块；用于以能反映辨识结果误差的综离散度指标作为主导性指标的模块；用于以支路参数辨识精度总体最优和PMU配置数目最少为目标，建立统一的加权多目标数学模型的模块；用于采用遗传算法对加权多目标数学模型进行优化，得到PMU的最优配置结果的模块。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术所介绍的基于混合量测配置的配电网参数辨识，能够综合考虑配电网络拓扑结构以及PMU配置数目及配置特征，实现配电系统整体的线路参数辨识。(2)本专利技术所介绍的提高参数辨识精度的PMU配置算法，以提高配电网整体线路参数精度为目标，综合考虑配电网拓扑结构以及PMU布点，根据不同支路的噪敏性特点，给出主导性参数的概念来反映参数辨识精度，并采用主导性指标作为主要配置指标；从参数估计的应用目标和支路参数对状态估计的影响入手，给出参数主导性评估方法；进而以支路参数辨识精度总体最优和配置数目最少为目标，提出了基于改进遗传算法的PMU配置方法。(3)本专利技术所介绍的提高参数辨识精度的PMU配置算法得到了基于PSCAD的IEEE33节点有源配电网模型验证，并通过和PMU随机配置方案对比，说明该算法具有降低辨识误差的优点。算例基准功率为10MVA，基准电压为12.66kV，选取母线1为基准母线，各节点的潮流数据由PSCAD仿真及潮流程序产生。基于仿真数据基础上，SCADA量测数据噪声标准差不超过3％，PMU电压幅值量测数据噪声标准差不超过0.2％，功率量测噪声标准差不超过0.3％，相角量测噪声标准差不超过0.1745％。附图说明图1为本专利技术实施例一中提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法流程图；图2为本专利技术实施例一中π型集中参数线路模型示意图；图3(a)-(b)分别为本专利技术实施例一中部分支路离散度指标及辨识误差；图4(a)-(b)分别为适应度指标随迭代次数变化情况以及不同节点的PMU配置方案随迭代次数变化情况；图5为采用遗传算法得到PMU最有配置结果的过程。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法，其特征在于，包括：/n获取配电网网络拓扑结构、PMU布点数目及布点特征；/n读取需要进行辨识的线路两端的量测数据，建立多点参数辨识模型；/n依次对不同线路进行辨识，直到整个系统辨识完成，得到辨识结果；/n以能反映辨识结果误差的综离散度指标作为主导性指标；/n以支路参数辨识精度总体最优和PMU配置数目最少为目标，建立统一的加权多目标数学模型；/n采用遗传算法对加权多目标数学模型进行优化，得到PMU的最优配置结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法，其特征在于，包括：
获取配电网网络拓扑结构、PMU布点数目及布点特征；
读取需要进行辨识的线路两端的量测数据，建立多点参数辨识模型；
依次对不同线路进行辨识，直到整个系统辨识完成，得到辨识结果；
以能反映辨识结果误差的综离散度指标作为主导性指标；
以支路参数辨识精度总体最优和PMU配置数目最少为目标，建立统一的加权多目标数学模型；
采用遗传算法对加权多目标数学模型进行优化，得到PMU的最优配置结果。


2.如权利要求1所述的一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法，其特征在于，读取需要进行辨识的线路两端的量测数据，所述的量测数据包括：输电线路的有功功率、无功功率、电压幅值和电流幅值及电压相位。


3.如权利要求1所述的一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法，其特征在于，建立多点参数辨识模型的具体方法为：
对线路两端两个不同站点的量测数据分别进行一致性偏差分析，剔除不良的量测数据；
设定参数辨识方法的配置参数初值，从设定时间段内选取N个数据点，建立多点参数辨识模型。


4.如权利要求3所述的一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法，其特征在于，多点参数辨识模型的目标函数为：



上述公式中，t为时间窗口的起始时间，T为时间窗口的长度，k为数据点的索引，θim分别为量测量，εiθ分别为对应量测的残差量；Ps、Pr为PMU配置标志量；
当目标函数Res最小时，状态量的辨识值最优。


5.如权利要求1所述的一种提高参数辨识精度的配电网PMU配置方法，其特征在于，基于多数据点最小二乘法作为辨识算法，辨识的最终的迭代求解式子为：
HTWHΔυ＝HTW(z-h(υ))
式中：△υ为修正量；H为增广雅可比矩阵；z、W、h(υ)分别为量测量，权重矩阵，以及状态量矩阵。


6.如权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘舒，房田御，方陈，张恒旭，鲍伟，陆健，石访，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，山东大学，
类型：发明
国别省市：上海;31