基于SCADA量测数据的输电线路参数的辨识与估计方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201110404633.5
申 请 日：20111208
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20131030
公 开 号：CN102495288B
代 理 人：胡正顺
代理机构：重庆大学专利中心 50201
摘 要：一种基于SCADA量测数据的输电线路参数的辨识与估计方法，属于输电线路参数辨识与估计技术领域。本发明利用计算机和输电线路两端的数据采集装置，通过程序，先输入被辨识与估计输电线路的基本数据，后根据该线路两端多个时段的SCADA量测数据，计算T指标并判断错误参数后，得到该线路正确参数的估计值。本发明方法简单，对原始数据要求不高，辨识效果好，估计精度高，工程实用性强，便于推广应用。本发明可广泛应用于两端装设有SCADA装置的输电线路集中参数的辨识与估计，特别适用于未装设PMU装置的输电线路集中参数的辨识与估计。
主 权 项：一种基于SCADA量测数据的输电线路参数的辨识与估计方法，利用计算机和线路两端的数据采集装置，通过程序进行线路参数的辨识与估计，其特征在于所述方法的具体步骤如下：(1)?输入线路的基本参数输入被辨识与估计输电线路的基本参数，包括线路电阻R、电抗X和电纳B的参考值，标么值残差指标的门槛值，即T指标的门槛值TC，线路的额定电压UB、功率基准SB，参数辨识收敛精度ε1和参数估计收敛精度ε2；(2)?输入线路两端多个时段的SCADA数据第(1)步完成后，输入被辨识与估计线路两端多个时段的SCADA量测数据，即线路首、末两端的电压幅值、有功功率和无功功率的量测值；(3)?计算线路的T指标第(2)步完成后，计算线路的T指标，具体步骤如下：先初始化循环变量K，并令K=1；后读取第K个时段线路两端的SCADA量测数据：线路首端电压的幅值、线路首端的有功功率和无功功率、线路末端电压的幅值，以及线路末端的有功功率和无功功率，功率和电流的参考方向均以流入线路为正；再基于线路两端的SCADA量测数据和基本的电流电压关系，计算线路的T指标，其计算步骤如下：1)????计算第K个时段线路末端的电压幅值、有功功率和无功功率首先，根据线路首端第K个时段的SCADA量测数据，以首端电压为参考相量，计算第K个时段线路末端的电压和电流相量，计算公式为：???(1)????????????(2)式中：?U1(K)、P1(K)和Q1(K)分别为第K个时段线路首端电压幅值、有功功率和无功功率的量测值，和为第K个时段线路末端电压和电流相量的计算值，Z=R+JX为线路串联阻抗的参考值，Y?=?JB/2为线路对地导纳的参考值，线路电导忽略不计；然后，根据由(1)、(2)式得到的第K个时段线路末端的电压和电流相量，计算线路末端的电压幅值、有功功率和无功功率：????????????????????(3)???????????(4)???????????(5)式中，、和为第K个时段线路末端电压幅值、有功功率和无功功率的计算值，为相量的模，为相量的共轭，RE表示取实部，IM表示取虚部；2)??计算第K个时段线路末端电压幅值、有功功率和无功功率的残差第(3)——1)步完成后，计算第K个时段线路末端电压幅值、有功功率和无功功率的残差，计算公式为：?????(6)式中：U2(K)、P2(K)和Q2(K)为第K个时段线路末端电压幅值、有功功率和无功功率的量测值，、和为第K个时段线路末端电压幅值、有功功率和无功功率的计算值，RU(K)、RP(K)和RQ(K)为第K个时段线路末端电压幅值、有功功率和无功功率的残差；3)??计算线路的标么值残差第(3)——2)步完成后，计算第K个时段线路的标么值残差，计算公式如下：式中：UB和SB分别为基准电压和基准功率；T(K)为第K个时段线路的标么值残差；4)?计算线路标么值残差的均值第(3)——3)步完成后，计算包括第K个时段在内的前N个时段的线路标么值残差的均值，计算公式为：式中：N为总的时段数；T(K)为第K个时段线路的标么值残差；为前N个时段线路标么值残差的均值；然后计算线路标么值残差均值的方差系数η1，计算公式为：式中：N为总的时段数；T(K)为第K个时段线路的标么值残差；为前N个时段线路标么值残差的均值；η1为的方差系数；其后校验方差系数η1：当方差系数η1小于第(1)步输入的参数辨识收敛精度ε1时，则令（即取的绝对值作为线路的T指标）；否则，返回第(2)步，读取第K+1个时段的SCADA量测数据，再计算线路的T指标及方差系数η1，再校验方差系数η1，如此循环，直至方差系数η1小于参数辨识收敛精度ε1为止；(4)判断是否存在错误参数第(3)步完成后，根据线路的T指标判断是否存在错误的线路参数：当T大于第(1)步输入的门槛值TC时，说明线路参数的参考值存在错误，则进入下一步估计正确的线路参数；否则，由于线路参数的参考值没有错误，程序结束；(5)估计正确的线路参数第(4)步完成后，基于线路两端多个时段的SCADA量测数据和基本的电流电压关系，对线路参数进行估计，即：先初始化循环变量K，并令K=1；后读取第K个时段线路两端的SCADA量测数据：线路首端电压的幅值、线路首端的有功功率和无功功率、线路末端电压的幅值，以及线路末端的有功功率和无功功率，功率和电流的参考方向均以流入线路为正；再基于线路两端的SCADA量测数据和基本的电流电压关系，计算线路参数的估计值，其计算步骤如下：1)???计算第K个时段线路参数的估计值第K个时段线路两端的电压幅值、有功功率和无功功率的方程为：??(10)式中：U1(K)和U2(K)分别为第K个时段线路首端和末端电压幅值的量测值，P1(K)和Q1(K)分别为第K个时段线路首端有功功率和无功功率的量测量，P2(K)和Q2(K)分别为第K个时段线路末端有功功率和无功功率的量测值，U1(K)、U2(K)、P1(K)、Q1(K)、P2(K)和Q2(K)均为方程组(10)的已知量；R(K)、X(K)和B?(K)为第K个时段线路电阻、电抗及电纳参数的估计值，是方程组(10)的未知量；应用牛顿法求解式(10)所示的非线性方程组，即可解得第K个时段线路参数的估计值R(K)、X(K)和B?(K)；2)?计算线路参数估计值的均值第(5)——1)步完成后，计算包括第K个时段在内的前N个时段的线路参数估计值的均值，计算公式为：式中：R(K)、X(K)和B(K)分别为第K个时段线路电阻、电抗和电纳的估计值，和分别为线路电阻、电抗和电纳的估计值的均值；然后计算线路参数估计值均值的方差系数，计算公式如下：??????????(12)??????????(13)???????????(14)???????????????????(15)式中：ηR、ηX和ηB分别为和的方差系数，η2为ηR、ηX和ηB的最大值；最后校验方差系数η2：当方差系数η2小于第(1)步输入的参数估计收敛精度ε2时，则第(5)——2)步计算出的和即为线路正确参数的估计值，并输出和；否则，返回第(5)步，读取第K+1个时段线路两端的SCADA量测数据，再计算线路参数的估计值和方差系数η2，再校验方差系数η2，如此循环，直至方差系数η2小于参数估计收敛精度ε2为止，并输出第(5)——2)步计算出的和，即为线路正确参数的估计值。806627DEST_PATH_IMAGE001.JPG,140525DEST_PATH_IMAGE002.JPG,168524DEST_PATH_IMAGE003.JPG,350107DEST_PATH_IMAGE004.JPG,743042DEST_PATH_IMAGE005.JPG,642865DEST_PATH_IMAGE006.JPG,395926DEST_PATH_IMAGE007.JPG,432015DEST_PATH_IMAGE008.JPG,995852DEST_PATH_IMAGE009.JPG,117391DEST_PATH_IMAGE010.JPG,487193DEST_PATH_IMAGE011.JPG,830318DEST_PATH_IMAGE003.JPG,627373DEST_PATH_IMAGE012.JPG,173892DEST_PATH_IMAGE004.JPG,81805DEST_PATH_IMAGE013.JPG,92487DEST_PATH_IMAGE014.JPG,247393DEST_PATH_IMAGE009.JPG,343525DEST_PATH_IMAGE010.JPG,55129DEST_PATH_IMAGE015.JPG,123579DEST_PATH_IMAGE016.JPG,262437DEST_PATH_IMAGE017.JPG,580286DEST_PATH_IMAGE017.JPG,282531DEST_PATH_IMAGE018.JPG,267805DEST_PATH_IMAGE017.JPG,577563DEST_PATH_IMAGE017.JPG,320391DEST_PATH_IMAGE019.JPG,373798DEST_PATH_IMAGE017.JPG,213578DEST_PATH_IMAGE020.JPG,881189DEST_PATH_IMAGE021.JPG,439209DEST_PATH_IMAGE022.JPG,30727DEST_PATH_IMAGE023.JPG,928276DEST_PATH_IMAGE024.JPG,579837DEST_PATH_IMAGE025.JPG,359575DEST_PATH_IMAGE026.JPG,941735DEST_PATH_IMAGE027.JPG,756107DEST_PATH_IMAGE022.JPG,578569DEST_PATH_IMAGE023.JPG,783286DEST_PATH_IMAGE022.JPG,982186DEST_PATH_IMAGE023.JPG,651065DEST_PATH_IMAGE022.JPG,831379DEST_PATH_IMAGE023.JPG,585708DEST_PATH_IMAGE022.JPG,525983DEST_PATH_IMAGE023.JPG
关 键 词：
法律状态：生效
IPC专利分类号：G01R27/02