基于ARMAX模型的电力系统惯量在线辨识方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于ARMAX模型的电力系统惯量在线辨识方法与系统，基于电力系统中常见的换相失败以及直流闭锁故障，将电网的常见故障分解为脉冲扰动和阶跃扰动，并提出基于脉冲响应的惯量辨识法及基于阶跃响应的惯量辨识法。在基于实测有功功率以及频率数据进行参数辨识之后，根据不同扰动形式对系统模型进行不同的定阶(或降阶)：若为脉冲扰动，则在参数辨识并再采取平衡截断法判断能否降为1阶，如果是则保留并施加脉冲响应进一步惯性时间常数辨识，如果否则放弃该阶数的系统模型；若为阶跃扰动，则用AIC定阶法进行定阶，并施加阶跃扰动后进一步惯性时间常数辨识。通过本发明专利技术可在实际电力系统中应用于同步发电机和双馈风机的惯量辨识。的惯量辨识。的惯量辨识。

【技术实现步骤摘要】
基于ARMAX模型的电力系统惯量在线辨识方法与系统


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其是电力系统的惯量辨识技术，具体而言涉及一种基于ARMAX模型的电力系统惯量在线辨识方法与系统。

技术介绍

[0002]当前，不管是基于功率扰动还是基于能量函数的辨识方法，其本质都是基于发电机的摇摆方程所建立的方法，而这些方法应用的前提是需要有较大扰动来激发系统的频率波动。但是由于网络中存在众多的同步发电机提供惯量支撑，如果要造成足够的频率扰动需要较大扰动事件来进行激励，往往不太现实。因此，为了系统安全稳定运行以及电能质量的保证，需要研究可以通过电网日常的稳定运行数据来获取电力系统惯量水平的方法。由于电网中的实测数据含有噪声，难以用于机理建模。但若是立足于对外特性，关注输入和输出之间的关系，则可以采用系统辨识方法。而系统中PMU装备比例上升，易于同时同步获得系统的功率、频率等数据，为系统的在线惯量评估提供了数据基础。系统在频率稳定情况下对惯量进行在线监测可以提出安全预警，在此基础上快速制定策略，保证系统的安全稳定运行。

技术实现思路

...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ARMAX模型的电力系统惯量在线辨识方法，其特征在于，包括：步骤1、采集电网正常运行状态下发电机并网点的有功功率以及频率数据；步骤2、对采集的有功功率以及频率数据进行预处理，包括标幺化处理和滤波处理；步骤3、针对电力系统的脉冲扰动，使用预处理后的有功功率以及频率数据对基于ARMAX的电力系统模型进行参数辨识，得到从2阶～9阶共计8个不同的系统模型；步骤4、将所获得的8个不同的系统模型转换为连续模型；步骤5、基于平衡截断法对步骤4获得的8个连续模型分别进行降阶处理，对于8个连续模型中的任意一个连续模型，如果不能降为1阶，则放弃该连续模型，如果能够降为1阶，则对其施加单位脉冲响应，并获得脉冲响应输出；步骤6、根据脉冲响应输出，输入降阶后的模型，获得惯性时间常数；步骤7、对于所有能够降阶为1阶的连续模型，取各阶对应获得的惯性时间常数的总和的平均值，作为电力系统惯性时间常数的辨识值。2.根据权利要求1所述的基于ARMAX模型的电力系统惯量在线辨识方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述滤波处理采用巴特沃斯滤波器进行滤波处理，滤除采集数据中的噪声。3.根据权利要求1所述的基于ARMAX模型的电力系统惯量在线辨识方法，其特征在于，在所述步骤4中，对所获得的的每个系统模型分别进行Laplace变换，转换为连续模型。4.根据权利要求1所述的基于ARMAX模型的电力系统惯量在线辨识方法，其特征在于，在所述步骤3中，采用平衡截断法对系统模型进行降阶，包括：假设稳定，则系统的能控格拉姆矩阵和能观格拉姆矩阵分别用P和Q来表示，其中：AP+PA
T
+BB
T
＝0A
T
Q+QA+C
T
C＝0则有非奇异变换使得：在非奇异变换后，格拉姆矩阵也会相应变换：在非奇异变换后，格拉姆矩阵也会相应变换：同时非奇异变换后的能控性、能观性格拉姆矩阵满足若存在一个对角矩阵：∑＝diag(σ1,σ2,
…
,σ
n
)使并且同时满足PQ＝T
‑1∑2T，则达到平衡；将对角元素按从大到小的顺序排列，σ1，σ2，...，σ
n
称为系统的Hankel奇异值，σ1≥σ2≥
…
≥σ
n
≥0；如果存在一个r，使得σ
r
＞＞σ
r+1
，则认为σ
r+1
,
…
σ
n
所对应的状态为能控性和能
观性都较差的系统，将其截取不会造成信息缺损；其中，前述G表示基于ARMAX的电力系统模型，A,B,C,D分别表示截断前的系统状态矩阵；被截断后的r阶模型表示为：式中：A
r
、B
r
、C
r
、D
r
为...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，刘辉，彭伟，余一平，余隆震，史灵钧，陆文安，高志，殷奕潜，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：