一种基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法技术

本发明专利技术公开了一种基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法，包括建立中短长度输电线路等值电路模型；建立输电线路模型的时变标量线性等式；利用变以往因子改进数据窗耦合递推最小二乘法进行输电线路参数辨识。本发明专利技术提供的参数辨识方法将耦合递推辨识与最小二乘算法的数据窗口和遗忘因子思想结合，无需大规模矩阵求逆运算，能够有效见效突变扰动对辨识的影响，大大提高了快速跟踪性、收敛稳定性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法
本专利技术属于电力系统自动化领域，具体涉及一种基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法。
技术介绍
随着经济社会发展，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。而随着电网规模日益扩大，以及用电需求的快速增加，人们对供电可靠性提出了更高要求，电网调控的在线应用发挥着更为基础性的关键作用。作为输送电能的载体，输电线路是电网不可或缺的一部分。输电线路电气参数作为在线应用的模型基础，其辨识的准确性对于电力系统状态估计、输电线路故障定位以及潮流分析和保护整定等具有重要意义。目前调度自动化系统采用的输电线路参数采用离线方式获得，获取方式主要有理论计算和离线测量。在实际运行过程中随着运行环境、运行状态等的变化，输电线路参数将发生改变，而该变化无法实时反馈至调度自动化系统，严重影响调度策略的准确性和可信性。近年来，基于相量测量单元(PMU)的广域测量系统(WAMS)在电力系统领域得到推广应用。除了电压、电流的幅值以外PMU装置还能获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法，包括如下步骤：/n步骤S1.建立中、短长度输电线路等值电路模型；/n步骤S2.根据步骤S1建立的等值电路模型，建立输电线路模型的时变标量线性等式；/n步骤S3.利用变遗忘因子改进数据窗耦合递推最小二乘法进行输电线路参数辨识。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法，包括如下步骤：
步骤S1.建立中、短长度输电线路等值电路模型；
步骤S2.根据步骤S1建立的等值电路模型，建立输电线路模型的时变标量线性等式；
步骤S3.利用变遗忘因子改进数据窗耦合递推最小二乘法进行输电线路参数辨识。


2.根据权利要求1所述的基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法，其特征在于：步骤S1所述的建立中、短长度输电线路等值电路模型，具体步骤包括：建立适用于中、短长度输电线路的集中参数π型等值电路模型，模型首末端分别标识为m端和n端，m端与n端之间线路等效阻抗为Z，模型m、n两端均通过Y/2等值电纳接地。


3.根据权利要求1所述的基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法，其特征在于：步骤S2中，所述的建立输电线路模型的标量线性等式，包括如下步骤：
A.针对步骤S1建立的等值电路模型，根据基尔霍夫电流定律，线路参数与运行状态关系可表示为：






其中分别表示线路两端电压和电流相量；
B.根据电功率定义，线路参数与运行状态之间的关系可表示为：



其中S(m，n)、P(m，n)、Q(m，n)分别为线路的视在功率、有功功率和无功功率；
C.对步骤A和步骤B的关系等式左右两侧相量按实部与虚部分别展开，并且以g、b分别表示线路等效阻抗Z的倒数，即1/Z＝g+jb；以B表示接地电纳Y/2虚部，即Y/2＝jB。获得如下标量线性等式：



其中r、i分别表示电流相量的实部和虚部，φum、φun为两端电压相角；
D.实际运行中，电流电压相量均随时间t变化，同时线路参数在负荷的波动过程中也是时变参数，因此步骤C中标量线性等式的时变形式可表示为：





4.根据权利要求1所述的基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法，其特征在于：步骤S3中，所述的利用变遗忘因子改进数据窗耦合递推最小二乘法进行输电线路参数辨识，包括如下步骤：
a.将步骤S2中时变标量线性等式，抽象为：
y(t)＝Φ(t)θ(t)(6)
其中，y(t)＝[Imr(t)，Imi(t)，Inr(t)，Ini(t)，Pm(t)，Qm(t)，Pn(t)，Qn(t)]T∈R8，为多元时变确定系统的输出量；

为多元时变确定系统的观测矩阵，对应PMU测量的电压、相角量；
θ(t)＝[g(t)，b(t)，B(t)]T∈R3，为多元时变确定系统的待辨识相量，对应待辨识的线路参数。
b.根据步骤a中输出信号y的个数将系统分解为8个子系统，则每个子系统称为多输入单输出系统，可表示为：



c.取PMU量测数据长度为d的数据段为窗口，对该数据窗口内的辨识值和信息进行初始化，获得初始化数据窗口长度的辨识参数矩阵辨识残差矩阵对协方差矩阵P进行初始化，步骤如下：
在t0＝1数据点对所有子系统运用单点最小二乘算法获得辨识参数矩阵与辨识残差矩阵；
在t0＝2～d数据点，对各个子系统运用子系统耦合递推最小二乘算法获得辨识参数矩阵与辨识残差矩阵；
在t0＝d数据点，对协方差矩阵P进行如下初始化：



d.根据辨识的快速跟随性和稳定性合理选定λmin，λbmark和λmax，满足：λmin＜λbmark＜λmax；
e.比较|ei(t)|与其中：为子系统辨识新息；t为进行比较时刻所对应的数据点，且第t＝0数据点为步骤c中的第t0＝d数据点；n1为阈值系数，以正斜率形式表示状态的变化程度，根据线路运行经验取值；为步骤c中第i个子系统的向量绝对值的最大值；
f.根据步骤e的比较结果进行判定：
若|ei(t)|＜n1·max{|e(i，d0)|}，则判定系统处于稳定运行状态；
若|ei(t)|＞n1·max{|e(i，d0)|}，则判定系统状态发生突变；
g.根据步骤f的判定结果，假设ts系统状态发生突变：
若系统处于稳定运行状态，且t≥ts+d，则执行稳态下的参数辨识；
若系统发生突变，且在ts≤t＜t...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国松，唐建兴，马覃峰，刘明顺，王永刚，赵维兴，张勇，朱灵子，姚瑶，陈锐，曹杰，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52