[发明专利]基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时监测方法及其系统

权利要求书

1.一种基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)基于历史统计信息，分析量测装置对频率量测误差的分布情况，以方差R进行表示，通过相关历史试验数据进行统计，其计算公式如下：

其中，为第个历史试验数据样本，为历史试验数据样本的数目，为系统频率量测误差，为系统频率量测误差平均值；

(2)基于电力系统的运行方式及开机情况，对电力系统的等效惯量进行快速估计，其计算公式如下：

其中，为发电机的等效惯量，为开机运行的发电机的数量，为发电机的额定功率，为电力系统中发电机额定功率的总和；

(3)对电力系统的运行情况进行监测，分析扰动事件产生的功率缺额，采集系统的频率量测数据；

(4)以方差R、估计的电力系统的等效惯量以及功率缺额为基础，结合频率量测数据，利用基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时估计模型，对电力系统频率与惯量进行实时跟踪监测；其中，所述基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时估计模型，以存在量测误差的实时频率量测数据为输入，以校正后的系统频率与惯量估计数据为输出；

所述步骤(4)中，通过以下步骤对系统频率与惯量估计数据进行校正：

1)依据发电机转子运动方程，建立离散的状态函数模型，以及状态函数模型预测误差分布的转移方程，其计算公式分别如下：

其中，表示时刻系统频率估计值，表示时刻惯量的机理模型估计值，表示时刻的基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时估计模型预测值，并设置，为功率缺额，为采样时间间隔，为系统基准频率，分别为时刻的机理模型误差的协方差矩阵估计值和时刻的基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时估计模型计算的协方差矩阵计算值，将上式简化为如下的表达形式：

其中：表示，表示表示

2)依据卡尔曼滤波理论，计算卡尔曼增益，其计算公式如下：

其中，为[1 0]的行向量，表示向量的转置；

3)基于时刻系统的频率量测值及卡尔曼增益，对系统频率与惯量估计数据进行校正预测，并对机理模型误差的协方差矩阵估计值进行更新，其计算公式分别如下：

其中，I为单位矩阵；

4)重复以上计算过程，直至。

2.一种基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时监测系统，其特征在于，基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时监测系统包括：网络接口，存储器和处理器；其中，

所述网络接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；

所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；

所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行权利要求1所述的基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时监测方法的步骤。

3.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时监测的程序，所述基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时监测的程序被至少一个处理器执行时实现权利要求1所述的基于卡尔曼滤波的电力系统频率与惯量实时监测方法的步骤。