一種電力線路參數(shù)準(zhǔn)確度的測定方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)參數(shù)辨識【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種數(shù)據(jù)誤差影響電力線路參數(shù)準(zhǔn)確度的測定方法，先根據(jù)電力傳輸線路等值電路的參數(shù)確定其對PMU數(shù)據(jù)靈敏度的影響，然后判定線路參數(shù)對PMU數(shù)據(jù)誤差的敏感性并給出參數(shù)準(zhǔn)確度的計算方法，通過數(shù)據(jù)誤差增量與參數(shù)偏離量之間的數(shù)量關(guān)系，判斷每一個數(shù)據(jù)對電力線路參數(shù)的定量影響程度，改善實測PMU數(shù)據(jù)質(zhì)量并提高參數(shù)辨識的準(zhǔn)確率；其設(shè)計原理可靠，判定工藝科學(xué)性強(qiáng)，準(zhǔn)確度高，定量精確，應(yīng)用范圍廣，測算效率高。
【專利說明】一種電力線路參數(shù)準(zhǔn)確度的測定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)參數(shù)辨識【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種數(shù)據(jù)誤差影響電力線路參數(shù)準(zhǔn) 確度的測定方法，特別是一種在PMU(同步相量測量單元）數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差情況下測定電力線 路辨識參數(shù)偏離準(zhǔn)確值的方法。

【背景技術(shù)】：
[0002] 均勻傳輸線路等值電路參數(shù)的準(zhǔn)確性與電力系統(tǒng)潮流分析、狀態(tài)估計、故障定位、 繼保整定、暫態(tài)與動態(tài)穩(wěn)定性計算等應(yīng)用功能直接相關(guān)，隨著電力系統(tǒng)中廣域測量系統(tǒng)的 發(fā)展以及PMU的廣泛應(yīng)用，從實測PMU數(shù)據(jù)辨識電力系統(tǒng)模型參數(shù)是獲取參數(shù)實際值的有 效途徑，實測PMU數(shù)據(jù)能給出電壓相量、電流相量的有效值/幅值與相角，具有較高的精度， 在均勾傳輸線兩端某一時刻PMU數(shù)據(jù)的電壓相量與電流相量已知情況下，可以辨識出傳輸 線型等值電路的參數(shù)。
[0003] 傳輸線路辨識參數(shù)的準(zhǔn)確度受PMU數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響，PMU數(shù)據(jù)質(zhì)量不穩(wěn)定有多個 方面的原因：一是電力系統(tǒng)中出現(xiàn)次同步振蕩、低頻振蕩等故障導(dǎo)致所測數(shù)據(jù)不能反映系 統(tǒng)的正常運(yùn)行狀況；二是數(shù)據(jù)測量與處理環(huán)節(jié)中的量測互感器、數(shù)字采樣、傅立葉變換、數(shù) 字濾波等各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤差，使得用于參數(shù)辨識的數(shù)據(jù)不同于實際數(shù)據(jù)。PMU數(shù)據(jù)誤差導(dǎo)致 所辨識的傳輸線參數(shù)偏離準(zhǔn)確值，使?fàn)顟B(tài)估計、潮流分析、線損計算等與實際運(yùn)行狀況不相 吻合，對電力系統(tǒng)的分析、控制產(chǎn)生不利的影響。如果要使線路參數(shù)的偏差控制在一定數(shù)值 范圍之內(nèi)，就要對用于參數(shù)辨識的PMU數(shù)據(jù)質(zhì)量提出要求，因而需要分析PMU數(shù)據(jù)誤差與所 辨識參數(shù)偏差間定量關(guān)系。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求一種數(shù)據(jù)誤差影響電力傳輸線 路參數(shù)準(zhǔn)確度的測定方法，針對PMU數(shù)據(jù)中的電壓和電流相量有效值測量誤差、相角測量 誤差，給出合理的數(shù)據(jù)誤差指標(biāo)，以靈敏度表示數(shù)據(jù)誤差對電力線路參數(shù)準(zhǔn)確度的影響，以 便得到定量的測定結(jié)果。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明先根據(jù)電力傳輸線路等值電路的參數(shù)確定其對PMU數(shù) 據(jù)靈敏度的影響，然后判定線路參數(shù)對PMU數(shù)據(jù)誤差的敏感性并給出參數(shù)準(zhǔn)確度的計算方 法，具體包括以下步驟：
[0006] (1)選擇電力傳輸線路為均勻傳輸線的型等值電路模型，確定待辨識的導(dǎo)納和 阻抗參數(shù)，其中導(dǎo)納由電納與容納并聯(lián)構(gòu)成，阻抗由電阻與電抗串聯(lián)構(gòu)成；
[0007] (2)以均勻傳輸線某一時刻的輸入端與輸出端實測PMU電壓相量、電流相量為基 礎(chǔ)，根據(jù)基爾霍夫電流定律、電壓定律，分別計算確定對應(yīng)此時刻的導(dǎo)納與阻抗參數(shù)準(zhǔn)確 值；
[0008] (3)在確定導(dǎo)納與阻抗參數(shù)準(zhǔn)確值的過程中，先把電壓和電流相量分別表示為實 部與虛部的組合形式，其中實部為電壓、電流有效值與相角余弦之積，虛部為電壓、電流有 效值與相角正弦之積；再進(jìn)行導(dǎo)納與阻抗參數(shù)的變換與化簡，分成實部與虛部，電納與容納 分別對應(yīng)于導(dǎo)納的實部與虛部，電阻與電抗分別對應(yīng)于阻抗的實部與虛部；
[0009] (4)使電納、容納、電阻和電抗四個線路參數(shù)均為輸入端電壓有效值、輸入端電壓 相角、輸入端電流有效值、輸入端電流相角、輸出端電壓有效值、輸出端電壓相角、輸出端電 流有效值和輸出端電流相角八個變量的函數(shù)，將所述四個線路參數(shù)分別對八個變量求偏導(dǎo) 數(shù)得到絕對靈敏度，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為相對靈敏度；
[0010] (5)使PMU數(shù)據(jù)誤差體現(xiàn)為有效值誤差與相角誤差，有效值或相角誤差用增量表 示，增量與參數(shù)所對應(yīng)的相對靈敏度乘積即為有效值或相角誤差引起參數(shù)偏離準(zhǔn)確值的變 化量，從而確定數(shù)據(jù)誤差影響電力傳輸線路參數(shù)準(zhǔn)確度的定量關(guān)系。
[0011] 本發(fā)明在實施過程中，當(dāng)某個電壓相量或電流相量出現(xiàn)誤差時，其有效值與相角 同時出現(xiàn)因誤差而引起的增量，有效值增量與相角增量分別引起參數(shù)偏離量之和則為相量 誤差引起參數(shù)偏離準(zhǔn)確值的變化量；若多個電壓相量、電流相量出現(xiàn)誤差時，各相量增量分 別引起參數(shù)偏離量之和則為多個相量誤差引起參數(shù)偏離準(zhǔn)確值的變化量。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過數(shù)據(jù)誤差增量與參數(shù)偏離量之間的數(shù)量關(guān)系，判斷 每一個數(shù)據(jù)對電力線路參數(shù)的定量影響程度，改善實測PMU數(shù)據(jù)質(zhì)量并提高參數(shù)辨識的準(zhǔn) 確率；其設(shè)計原理可靠，判定工藝科學(xué)性強(qiáng)，準(zhǔn)確度高，定量精確，應(yīng)用范圍廣，測算效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0013] 圖1為本發(fā)明實施例涉及的均勻傳輸線兩端各相量正方向原理示意圖。
[0014] 圖2為本發(fā)明實施例涉及的均勻傳輸線π型等值電路原理示意圖。
[0015] 圖3為本發(fā)明實施例涉及的參數(shù)實部與虛部分開的π型等值電路原理示意圖。

【具體實施方式】：
[0016] 下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017] 實施例：
[0018] 本實施例作為一個實測判定的具體案例，實施時，先對均勻傳輸線參數(shù)辨識，圖1 為標(biāo)出均勻傳輸線路入端電壓相量A、電流相量^與輸出端電壓相量A、電流相量A正方 向的示意圖；在電力系統(tǒng)中，均勻傳輸線常使用圖2所示的π型等值電路，其中Y為導(dǎo)納、 Z為阻抗，均勻傳輸線模型用下式表示：
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種電力線路參數(shù)準(zhǔn)確度的測定方法，其特征在于先根據(jù)電力傳輸線路等值電路的 參數(shù)確定其對PMU數(shù)據(jù)靈敏度的影響，然后判定線路參數(shù)對PMU數(shù)據(jù)誤差的敏感性并給出 參數(shù)準(zhǔn)確度的計算方法，具體包括以下步驟： (1)選擇電力傳輸線路為均勻傳輸線的n型等值電路模型，確定待辨識的導(dǎo)納和阻抗 參數(shù)，其中導(dǎo)納由電納與容納并聯(lián)構(gòu)成，阻抗由電阻與電抗串聯(lián)構(gòu)成； ⑵以均勻傳輸線某一時刻的輸入端與輸出端實測PMU電壓相量、電流相量為基礎(chǔ)，根 據(jù)基爾霍夫電流定律、電壓定律，分別計算確定對應(yīng)此時刻的導(dǎo)納與阻抗參數(shù)準(zhǔn)確值； (3) 在確定導(dǎo)納與阻抗參數(shù)準(zhǔn)確值的過程中，先把電壓和電流相量分別表示為實部與 虛部的組合形式，其中實部為電壓、電流有效值與相角余弦之積，虛部為電壓、電流有效值 與相角正弦之積；再進(jìn)行導(dǎo)納與阻抗參數(shù)的變換與化簡，分成實部與虛部，電納與容納分別 對應(yīng)于導(dǎo)納的實部與虛部，電阻與電抗分別對應(yīng)于阻抗的實部與虛部； (4) 使電納、容納、電阻和電抗四個線路參數(shù)均為輸入端電壓有效值、輸入端電壓相角、 輸入端電流有效值、輸入端電流相角、輸出端電壓有效值、輸出端電壓相角、輸出端電流有 效值和輸出端電流相角八個變量的函數(shù)，將所述四個線路參數(shù)分別對八個變量求偏導(dǎo)數(shù)得 到絕對靈敏度，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為相對靈敏度； (5) 使PMU數(shù)據(jù)誤差體現(xiàn)為有效值誤差與相角誤差，有效值或相角誤差用增量表示，增 量與參數(shù)所對應(yīng)的相對靈敏度乘積即為有效值或相角誤差引起參數(shù)偏離準(zhǔn)確值的變化量， 從而確定數(shù)據(jù)誤差影響電力傳輸線路參數(shù)準(zhǔn)確度的定量關(guān)系。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電力線路參數(shù)準(zhǔn)確度的測定方法，其特征在于一個電壓相量或 電流相量出現(xiàn)誤差時，其有效值與相角同時出現(xiàn)因誤差而引起的增量，有效值增量與相角 增量分別引起參數(shù)偏離量之和則為相量誤差引起參數(shù)偏離準(zhǔn)確值的變化量；若多個電壓相 量、電流相量出現(xiàn)誤差時，各相量增量分別引起參數(shù)偏離量之和則為多個相量誤差引起參 數(shù)偏離準(zhǔn)確值的變化量。
【文檔編號】G01R31/00GK104483577SQ201410816564
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月24日
【發(fā)明者】王茂海, 牛四清, 張哲 , 吳新振 申請人:國家電網(wǎng)公司華北分部, 青島大學(xué)