[发明专利]一种基于类噪声的节点电压相互影响因子的在线辨识方法

摘要

本发明涉及一种基于电力系统电压类噪声信号的节点电压相互影响因子辨识方法，属于电力系统稳定分析评估领域。首先明确电压相互影响因子的应用条件和适用对象：电压相互影响因子主要用于衡量多直流系统中各直流系统之间的相互影响作用，基于系统稳态或暂稳态过程；对系统进行线性简化，建立多送出直流系统节点电压灵敏度辨识模型；采集电力系统中各节点电压信号，进行信号滤波、限幅、去趋势等处理，得到节点电压类噪声信号；采用多元线性化逐步回归的方法辨识得到直流线路换流母线电压间的相互影响因子。本发明方法可以用于监测系统间的相互作用强度，为系统局部稳定程度提供判据，有效提高电力系统稳定风险预测效率，降低实地试验的成本。

主权项

一种基于类噪声的节点电压相互影响因子的在线辨识方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)以电力系统的直流换流母线作为测试节点，以与该测试节点的连接阻抗值标幺值在0到0.1之间的母线作为待辨识节点，利用以下方法，分别得到测试节点和待辨识节点的电压类噪声信号：(1～1)利用电力系统中直流换流站的相位测量系统，分别实时采集电力系统中测试节点和待辨识节点的电压，设定一个宽度为Δt的矩形采样窗，从采样的0时刻到Δt时刻，完成第一时段的采样后，对在线采样长度为Δt的信号序列进行灵敏度辨识，从采样Δt时刻到3Δt/2时刻，完成第二时段的采样后，对在线采样长度为Δt/2的信号序列与第一采样时段的后Δt/2长度的信号序列组成新的信号序列，进行灵敏度辨识，重复上述过程，得到电力系统测试节点和待辨识节点的电压信号序列。(1～2)采用去趋势方法，去除上述步骤(1～1)的电压信号序列中的基频分量，分别得到测试节点和待辨识节点的电压的类噪声信号；(2)计算上述(1～2)得到的待辨识节点的类噪声信号与测试节点的类噪声信号之间的相关系数，根据该相关系数，对待辨识节点与测试节点的相关度进行判断，若相关系数值在0.00至±0.30之间，则判定测试节点与待辨识节点为微相关，若相关系数值在±0.30至±0.50之间，则判定测试节点与待辨识节点为实相关，若相关系数值在±0.50至±0.80之间，则判定测试节点与待辨识节点之间为显著相关，若相关系数计算在±0.80至±1.00之间，则判定测试节点与待辨识节点为高度相关；(3)采用多元线性回归的方法，根据上述步骤(2)中测量节点与待辨识节点的相关度，建立一个节点电压相互影响因子的在线辨识模型如下：ΔU_m＝β₁ΔU₁+β₂ΔU₂+L+β_iΔU_i+L+β_NΔU_N其中，i为待辨识节点序号，i＝1,2,3L N，ΔU_m为测量节点的电压类噪声信号，ΔU₁、ΔU₂、ΔU_i和ΔU_N分别为电力系统中各待辨识节点电压类噪声信号，β_i为第i个待辨识节点与测量节点之间的电压相互作用因子，β_i的取值方法为：根据上述步骤(2)得到的相关度，若第i个待辨识节点与测量节点为微相关或实相关，则β_i为0，若第i个待辨识节点与测量节点为显著相关或高相关，则采用逐步回归的方法，计算得到β_i；(4)采用自动检测的方法，对步骤(3)得到的待辨识节点与测量节点之间的电压相互作用因子进行可靠性检测，检测方法如下：首先将可靠电压相互影响因子记为Q_M，在Δt_n‑1时刻到Δt_n时刻，重复步骤(1)～步骤(3)，得到电压相互影响因子Q_N，在Δt_n时刻到Δt_n+1时刻，重复步骤(1)～步骤(3)，得到电压相互影响因子Q_N+1，将Q_N与Q_N+1进行判断，若|Q_N‑Q_N+1|<10％×Q_N成立，则判定在Δt_n时刻到Δt_n+1时刻的电压相互影响因子Q_N+1为不可靠，并使该时段内的Q_N作为可靠电压相互影响因子Q_M；若|Q_N+1‑Q_N|≥10％×Q_N，则判定在Δt_n到Δt_n+1时段内的电压相互影响因子Q_N+1为可靠，并使该时段内的Q_N+1为可靠电压相互影响因子Q_M；(5)在Δt_n+1时刻到Δt_n+2时刻，重复步骤(1)～步骤(3)，得到电压相互影响因子Q_N+2，将Q_N+2与上一时段的Q_M进行判断，若|Q_N+2‑Q_M|<10％×Q_M，或|Q_N+2‑Q_M|≥10％×Q_M，且|Q_N+1‑Q_N|≥10％×Q_N，则判定该时间段的Q_N+2为可靠电压相互影响因子Q_M，若|Q_N+2‑Q_M|≥10％×Q_M，且|Q_N+1‑Q_N|<10％×Q_N，则判定该时间段的Q_N+2为不可靠，使该时间段的Q_N+2等于上述Q_N+1，并将Q_N+1作为Δt_n+1到Δt_n+2时段的可靠电压相互影响因子Q_M；(6)以步骤(4)、步骤(5)中得到的Q_M分别作为第一阶段内三个时段的节点电压相互影响因子的在线辨识结果；(7)重复步骤(6)，依次得到各辨识阶段的节点电压相互影响因子的在线辨识结果，形成节点电压相互影响因子曲线。