本发明专利技术属于电力系统自动化技术领域，涉及一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法、系统和可读介质，包括以下步骤：获取广域量测同步相量数据，对同步相量数据进行预处理，获取有效同步相量数据；通过电网拓扑结构解析获取电网各节点联络状态，结合电网拓扑结构解析进行电网实时综合状态评估，实现基于电网拓扑结构分析和综合状态评估的动态潮流计算；根据动态潮流计算的结果，进行区域电压稳态的评估。其通过系统实时获取电网PMU设备广域量测数据，针对实时量测数据进行预处理，判别数据质量；进一步实现拓扑解析与综合状态估计的实时动态潮流计算，通过潮流计算数据进行暂态电压安全稳定状态评估。暂态电压安全稳定状态评估。暂态电压安全稳定状态评估。
【技术实现步骤摘要】
一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法及系统
[0001]本专利技术涉及一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法、系统和可读介质，属于电力系统自动化
技术介绍
[0002]传统电网测量数据通过RTU设备进行采集，因其采用秒级数据的同步潮流计算，无法快速跟踪电网动态特征变化，量测误差概率分布类型不明确以及坏数据情况较为普遍，采用量测算法对坏数据较为敏感，没有经过经数据处理无法准确进行参数识别和状态评估。同时，电力系统状态量测误差、网络参数误差和拓扑错误三者对状态感知的交互影响机理不清晰，非同步数据量测对状态感知准确性的影响也不明确，缺乏量测、网络参数和拓扑交叉计算的混合高效的状态感知算法。传统暂态电压稳定工程判据缺乏理论和动态故障数据的支撑，运用于实际复杂电网时可靠性和适应性不足。同时，现有暂态电压稳定评估方法大多没有考虑暂态电压失稳的时空演变特征，也缺乏对于可再生能源大规模接入后运行点不断变化的适应性；传统暂态电压稳定安全域方法过度依赖预想事故信息，缺乏对未知事故的适应性。
[0003]依托于同步量测技术快速发展，通过数据预处理进行动态潮流计算，利用实时潮流数据的暂态响应数据，通过故障样本训练得到不依赖事故信息的特征空间下暂态电压稳定域边界，计算其在特征空间中与稳定域边界的距离，可以进行暂态电压安全稳定裕度进行即时估计。
技术实现思路
[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供了一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法、系统和可读介质，其能够实现拓扑解析与综合状态估计的实时动态潮流计算，通过潮流计算数据进行暂态电压安全稳定状态评估。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出了以下技术方案：一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法，包括以下步骤：获取广域量测同步相量数据，对同步相量数据进行预处理，获取有效同步相量数据；通过电网拓扑结构解析获取电网各节点联络状态，结合电网拓扑结构解析进行电网实时综合状态评估，实现基于电网拓扑结构分析和综合状态评估的动态潮流计算；根据动态潮流计算的结果，进行区域电压稳态的评估。
[0006]进一步，数据预处理的方法为：选取时间窗和核函数，计算同步相量数据的分布特征；采用电压幅值、电压相角、电流幅值和电流相角的多断面时间序列和分布特征，形成对应物理量的量测矩阵，对每一个量测矩阵进行奇异性分解，量测矩阵的对角线上每一个元素分别为量测矩阵的一个模式的奇异值对，对各个模式中的奇异值时间序列进行波动性分析，当仅个别模式对应的奇异值在某个时间点发生突变时，认为此时间断面量测数据存在坏数据情况，排除坏数据。
[0007]进一步，核函数的计算公式：
[0008][0009]其中，h为窗宽参数，K(
·
)为核密度函数，为随机变量X的概率密度函数，n为同步相量数据的数量，x是随机变量，x
i
是随机变量的概率分布。
[0010]进一步，实现基于电网拓扑结构分析和综合状态评估的动态潮流计算的方法为：通过电网各节点拓扑结构的连接状态和潮流计算结果，采用实时数据的电压相量计算优化变量；当电网拓扑结构中某一条支路被标记为可疑支路时，将这一条线路的参数电阻、电抗、电纳松弛为状态变量，在优化过程中，将状态变量和电网系统状态评估模型一并进行优化，形成综合状态估计模型；通过综合状态估计模型获得电网状态后，再用电网状态更新量测的同步相量数据，更新导纳矩阵，将同步相量数据评估和电网状态评估分别进行交叉迭代，实现基于电网拓扑结构分析和综合状态评估的动态潮流计算。
[0011]进一步，综合状态估计模型的目标函数为：
[0012]J2(x,p)＝(z
‑
h(x,p))
T
W(z
‑
h(x,p))
[0013]其中，J2(x,p)是状态估计值和拓扑参数的目标函数，z是测量值，h(x,p)是电网量测方程，x是状态估计值，p是拓扑参数值，W是权重矩阵。
[0014]进一步，根据动态潮流计算的结果，进行区域电压稳态的评估的方法为：将预建立的故障特征样本集中稳定和失稳样本集合成初始聚类簇，形成聚类中心；依次计算故障特征样本集中所有样本预聚类中心的距离，将每个样本分配到与其距离最小的聚类中心所属的聚类簇中；计算每一聚类簇中所有样本特征变量的均值，以均值作为聚类簇的新的聚类中心；根据新的聚类中心重新进行样本的重新分配；重复更新聚类中心和样本重新分配的步骤，直至样本的聚类簇所属关系不再发生变化；将失稳样本对应的聚类簇进行标记。
[0015]进一步，故障特征样本集建立的方法为：采用机理性方法进行暂态电压稳定失稳样本的初始标定，作为故障特征样本集。
[0016]进一步，对标定的失稳样本进行多维失稳时序数据特征挖掘，特征挖掘结果为：
[0017][0018][0019][0020]其中，S为暂态时序数据集；Info(S)为S的熵；以分裂点sp
i
为界限，D
k
被分为两个子集，两个子集分别记为D
L
和D
R
；为分类后的额外期望信息；和分别表示D
L
和D
R
中样本数目在D
k
中的占比；Info(D
L
)和Info(D
R
)分别为D
L
和D
R
的熵，为在分裂点spi对Dk进行划分后的信息增益。
[0021]本专利技术还公开了一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估系统，包括：数据预处理模块，用于获取广域量测同步相量数据，对同步相量数据进行预处理，获取有效同步相量数据；动态潮流计算模块，用于通过电网拓扑结构解析获取电网各节点联络状态，结合电网拓扑结构解析进行电网实时综合状态评估，实现基于电网拓扑结构分析和综合状态评
估的动态潮流计算；电压稳定评估模块，用于根据动态潮流计算的结果，进行区域电压稳态的评估。
[0022]本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行以实现上述任一项的基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法。
[0023]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本专利技术通过系统实时获取电网PMU设备广域量测数据，针对实时量测数据进行预处理，判别数据质量；进一步实现拓扑解析与综合状态估计的实时动态潮流计算，通过潮流计算数据进行暂态电压安全稳定状态评估。
附图说明
[0024]图1是本专利技术一实施例中基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法的流程图。
具体实施方式
[0025]为了使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，通过具体实施例对本专利技术进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本专利技术，它们不应该理解成对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法，其特征在于，包括以下步骤：获取广域量测同步相量数据，对所述同步相量数据进行预处理，获取有效同步相量数据；通过电网拓扑结构解析获取电网各节点联络状态，结合电网拓扑结构解析进行电网实时综合状态评估，实现基于电网拓扑结构分析和综合状态评估的动态潮流计算；根据所述动态潮流计算的结果，进行区域电压稳态的评估。2.如权利要求1所述一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法，其特征在于，所述数据预处理的方法为：选取时间窗和核函数，计算同步相量数据的分布特征；采用电压幅值、电压相角、电流幅值和电流相角的多断面时间序列和所述分布特征，形成对应物理量的量测矩阵，对每一个量测矩阵进行奇异性分解，所述量测矩阵的对角线上每一个元素分别为所述量测矩阵的一个模式的奇异值对，对各个模式中的奇异值时间序列进行波动性分析，当仅个别模式对应的奇异值在某个时间点发生突变时，认为此时间断面量测数据存在坏数据情况，排除所述坏数据。3.如权利要求2所述一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法，其特征在于，所述核函数的计算公式：其中，h为窗宽参数，K(
·
)为核密度函数，为随机变量X的概率密度函数，n为同步相量数据的数量，x是随机变量，x
i
是随机变量的概率分布。4.如权利要求1所述一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法，其特征在于，所述实现基于电网拓扑结构分析和综合状态评估的动态潮流计算的方法为：通过电网各节点拓扑结构的连接状态和潮流计算结果，采用实时数据的电压相量计算优化变量；当所述电网拓扑结构中某一条支路被标记为可疑支路时，将这一条线路的参数电阻、电抗、电纳松弛为状态变量，在优化过程中，将所述状态变量和电网系统状态评估模型一并进行优化，形成综合状态估计模型；通过所述综合状态估计模型获得电网状态后，再用所述电网状态更新量测的同步相量数据，更新导纳矩阵，将同步相量数据评估和电网状态评估分别进行交叉迭代，实现基于电网拓扑结构分析和综合状态评估的动态潮流计算。5.如权利要求4所述一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估方法，其特征在于，所述综合状态估计模型的目标函数为：J2(x，p)＝(z
‑
h(x，p))
T
W(z
‑
h(x，p))其中，J2(x,p)是状态估计值和拓扑参数的目标函数，z是测量值，h(x,p)是电网量测方程，x是状态估计值，p是拓扑参数值，W是权重矩阵。6.如权利要求1所述一种基于广域量测数据的实时感知与在线评估...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔勇，熊春晖，叶洪波，陆超，凌晓波，涂崎，贺静波，张怡，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。