【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统等值模型识别构建领域，具体涉及一种基于hammerstein-wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法。
技术介绍
1、对于不含有大量分布式发电单元的传统配电网来说，其行为一般是无源性的。因此，对于此类大电网的稳定性分析，输电公司往往将负荷中心建模为一个总无源负载,例如指数负荷模型。
2、然而对于近年来不断发展的现代电力系统，随着分布式新能源发电设备的大量接入，其对系统动态特性的影响已无法忽略。传统静态负荷模型难以准确反映有源配电网的高动态特性，因此需要考虑构建细节化的精确配电网模型，但这也带来如下3个问题：1.传统上，仅有输电运营商关注电力系统的动态特性，因而配电运营商往往不具有其负责区域电网的动态模型。2.即便配电公司拥有其负责电网的动态模型，出于用户隐私保护等问题，无法与输电运营商共享这些模型。3.考虑到大型有源配电网常常含有多达数百个负荷、独立控制的分布式发电设备、传感器、变压器等，很难对其进行细节化的精确建模。综合上述问题，近年来的研究重点聚焦于在保留必要动态特性的同时，尽可能的简化配电网模型。有文献提出了一种模拟有源配电网动态特性的灰箱模型，通过蒙特卡洛模拟解决参数不确定问题，该等值模型被调整为适用于多、强扰动情形，结果表明其能够较好的模拟具有大量分布式发电单元的主动配电网动态特性，但是此类灰箱模型需要事先掌握配电网的部分基本参数和拓扑结构。针对这个缺点，有文献提出采用仅需要配电网边界母线相关电气数据的基于神经网络的配电网等值模型构建方法。该方法主要关注配电网的短期动
3、综上，亟需寻找一种无需预先获取配电网详细数据拓扑、所构建模型对于有源配电网动态特性拟合效果良好且模型结构清晰易通过常用仿真软件实现的方法。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是：本专利技术提供一种能够在对系统情况未知的情况下仅依靠公共连接点处测得的边界变量就建立拟合效果较好的非线性有源配电网动态等值模型，且模型结构简单清晰，构建过程完全可以采用现有的仿真软件实现的基于hammerstein-wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于hammerstein-wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、步骤1)构建参数待定的hammerstein-wiener模型，同时构建反映所建模型精准性的拟合百分比性能指标，设定n种有源配电网的典型运行工况；
5、步骤2)对步骤1)中设定的n种典型运行工况下有源配电网的运行进行实验并收集相关电力数据，所得数据用于步骤1)中所建模型的训练和拟合百分比的计算；
6、步骤3)给定步骤1)中所构建hammerstein-wiener模型的预设参数的n个有序取值组合；
7、步骤4)针对步骤3)中各预设参数下的n个模型结合步骤2)中得到的数据以及matlab系统辨识工具箱分别计算出n个hammerstein-wiener模型的非预设参数及其拟合百分比，并通过迭代得到拟合性能最佳的模型作为最终等效模型；
8、步骤5)将步骤4)中得到的最终等效模型导入现有电力分析仿真软件中并接入剩余非等效系统。
9、优选的，步骤1)中构建的参数待定的hammerstein-wiener模型包括一个静态的输入非线性模块、一个动态的线性模块和一个静态的输出非线性模块，且输入非线性模块、线性模块和输出非线性模块依次串联。
10、优选的，在输入非线性模块中，w(t)＝f(u(t))；
11、其中，u(t)为输入非线性模块的输入，w(t)为输入非线性模块的输出，f为将输入u(t)转化为输出w(t)的非线性函数，且f的参数为分割点个数nin，该参数为预设参数；
12、在线性模块中，w(t)进入线性模块并被线性传递函数h(z)转化为x(t)，对于一个具有nu个输入和ny个输出的系统，线性传递函数h(z)可以表示为：
13、
14、其中，i＝1,2,…,nu,j＝1,2,…,ny，且多项式b和f定义为：
15、
16、
17、其中，nb为线性传递函数h(z)的零点个数加一，nf为是线性传递函数h(z)的极点个数，bi(i＝1,2,…,nb)和fi(i＝1,2,…,nf)均为非预设参数；
18、在输出非线性模块中，y(t)＝h(x(t))；
19、其中，x(t)为输出非线性模块的输入，y(t)为输出非线性模块的输出，h为将输入x(t)转化为输出y(t)的非线性函数，且h采用分段线性函数，其预设参数为分割点个数nout。
20、优选的，步骤1)中得到的拟合百分比fit-percent性能指标的表达式为：
21、
22、其中，ymeasured表示实际测得的输出数据，为ymeasured的有效值，ymodel为根据所建模型预测的系统输出。
23、优选的，步骤1)中设定的n种有源配电网的典型运行工况包括电压跌落、负载离网、发电机停运和补偿设备投切，且将其中n1种有源配电网的典型运行工况及步骤2)中所采集的对应的数据专门用于所建模型的训练，而其余的n2种有源配电网的典型运行工况工况及步骤2)中所采集的对应的数据用于求取所得模型的拟合百分比；
24、n1>n2，且n1+n2＝n。
25、优选的，步骤2)中，在公共连接点处测量步骤1)中设定的n种典型运行工况下有源配电网的电压和有无功功率实际数据，并将这些数据按照训练数据和检验数据分别导入matlab中形成训练对象tdata和检验对象vdata。
26、优选的，步骤3)中，对于步骤1)中所构建的参数待定的hammerstein-wiener模型，分别对其中的预设参数nin、nout、nb、nf进行取值域内由小到大的顺序遍历组合，其中nin、nout取0到30之间的整数，nb、nf取1到5之间的整数，且nf>nb，以此得到预设参数的n个有序取值组合。
27、优选的，步骤4)中，在迭代开始前，在matlab数据区中创建反映当前迭代次数的对象i，并存储当前迭代周期产生的定参数hammerstein-wiener模型的对象hw_model[i]、当前迭代周期所生成模型的拟合百分比数据的对象fitpercent[i]、最佳模型的对象hw_model以及最优拟合百分比数据的对象fitpercent，并在进行第一次迭代前，将对象i和fitpercent的值分别初始化为1和0。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于Hammerstein-Wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于Hammerstein-Wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，步骤1)中构建的参数待定的Hammerstein-Wiener模型包括一个静态的输入非线性模块、一个动态的线性模块和一个静态的输出非线性模块，且输入非线性模块、线性模块和输出非线性模块依次串联。
3.根据权利要求2所述的基于Hammerstein-Wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，在输入非线性模块中，w(t)＝f(u(t))；
4.根据权利要求3所述的基于Hammerstein-Wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，步骤1)中得到的拟合百分比Fit-Percent性能指标的表达式为：
5.根据权利要求4所述的基于Hammerstein-Wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，步骤1)中设定的n种有
6.根据权利要求5所述的基于Hammerstein-Wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，步骤2)中，在公共连接点处测量步骤1)中设定的n种典型运行工况下有源配电网的电压和有无功功率实际数据，并将这些数据按照训练数据和检验数据分别导入Matlab中形成训练对象Tdata和检验对象Vdata。
7.根据权利要求6所述的基于Hammerstein-Wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，步骤3)中，对于步骤1)中所构建的参数待定的Hammerstein-Wiener模型，分别对其中的预设参数nin、nout、nb、nf进行取值域内由小到大的顺序遍历组合，其中nin、nout取0到30之间的整数，nb、nf取1到5之间的整数，且nf>nb，以此得到预设参数的N个有序取值组合。
8.根据权利要求7所述的基于Hammerstein-Wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，步骤4)中，在迭代开始前，在Matlab数据区中创建反映当前迭代次数的对象i，并存储当前迭代周期产生的定参数Hammerstein-Wiener模型的对象hw_model[i]、当前迭代周期所生成模型的拟合百分比数据的对象fitpercent[i]、最佳模型的对象hw_model以及最优拟合百分比数据的对象fitpercent，并在进行第一次迭代前，将对象i和fitpercent的值分别初始化为1和0。
9.根据权利要求8所述的基于Hammerstein-Wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，步骤4)中，第i次迭代过程为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于hammerstein-wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于hammerstein-wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，步骤1)中构建的参数待定的hammerstein-wiener模型包括一个静态的输入非线性模块、一个动态的线性模块和一个静态的输出非线性模块，且输入非线性模块、线性模块和输出非线性模块依次串联。
3.根据权利要求2所述的基于hammerstein-wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，在输入非线性模块中，w(t)＝f(u(t))；
4.根据权利要求3所述的基于hammerstein-wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，步骤1)中得到的拟合百分比fit-percent性能指标的表达式为：
5.根据权利要求4所述的基于hammerstein-wiener模型的非线性有源配电网的动态等值模型构建方法，其特征在于，步骤1)中设定的n种有源配电网的典型运行工况包括电压跌落、负载离网、发电机停运和补偿设备投切，且将其中n1种有源配电网的典型运行工况及步骤2)中所采集的对应的数据专门用于所建模型的训练，而其余的n2种有源配电网的典型运行工况工况及步骤2)中所采集的对应的数据用于求取所得模型的拟合百分比；
6.根据权利要求5所述的基于hammerstein-wiener模型的非线性有源配电网的动态等值...
【专利技术属性】
技术研发人员：张盛，陈勇，葛天奇，孟晓强，芮俊，谭冰雪，胡翔，
申请(专利权)人：杭州市电力设计院有限公司余杭分公司，
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。