[发明专利]基于故障录波器数据的在线静态负荷建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于故障录波器数据的在线静态负荷建模方法。

背景技术

在电力系统的潮流计算和以潮流为基础的稳态分析中，要经常用到负荷的静态模型。大量仿真与试验结果表明：静态负荷模型对电力系统的潮流计算、无功补偿装置规划、电压稳定、频率稳定、长期动态过程的分析等具有较大的影响，在临界情况下，还有可能从根本上改变定性的结论。因此，有必要进行静态负荷建模的研究。

现今社会随着各种新型电力电子设备的出现，使得负荷特性变得越来越复杂，且随着时间的推移，负荷时变性特征越明显，美国GE公司所做的现场测量表明，某地区负荷静态特征系数在10min内变化了20%。所以，采用一次调查统计或稳态试验来得到静态负荷模型的建模方法不能很好地反映负荷的时变性特征。解决这个问题最好的办法就是在线采集数据，然后在线进行数据处理，得到各个时刻的负荷静态特征系数。然而由于测量装置的限制，这种方法一直没有有效应用到实际负荷建模研究中。故障录波装置的普及和快速发展克服了这个苦难，使在线采集数据进行在线静态负荷建模成为可能。

首先，在功能上，现代故障录波器不仅能记录故障发生时刻的暂态过程，而且能够连续记录日常运行的稳态数据、系统运行的长时间动态过程，并嵌入统一时标；其次，在配置上，电网所有220kV及以上电压等级变电站、部分110kV变电站都已安装使用故障录波器并实现联网。总之，采用联网故障录波器可实现针对110kV电压等级以上的每个变电站进行负荷实测建模，有效解决负荷建模中的时变性和地域分散性难题。而且相对安装专用负荷建模装置，投资小、见效快、周期短。所以采用联网故障录波器进行负荷实测建模具有重要的理论意义和工程实用价值。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，从模型应用角度出发，结合统计综合法的建模思路，给出了一种基于故障录波器数据的在线静态负荷建模方法。该方法采用数学上矩阵的形式对负荷进行分类，形成不同时间尺度的负荷模型参数库，并采用递推最小二乘法对各不同时间尺度的模型参数进行在线修正。采用某110kV线路夏季典型日数据进行验证，表明所提方法简便可行，能有效解决负荷时变性困难。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于故障录波器数据的在线静态负荷建模方法，

首先按时间特性进行分类，形成相应各类的静态负荷模型参数库；

然后根据相应的实时数据采用递推最小二乘法在线修正各类静态负荷参数库；

最后用户根据应用场景选择不同时间尺度下的静态负荷模型。

所述各类的静态负荷模型参数库的建立过程为：

（1）负荷数据处理

对故障录波器采集到的海量数据进行分析处理，提取用于静态负荷建模的有效数据；

（2）选用多项式模型结构，采用递推最小二乘法进行静态负荷模型的参数辨识；

（3）多时间尺度的模型参数数据库构建

以时间作为分类的特征向量，按照数学上矩阵的形式形成不同时间尺度的负荷模型参数数据库：横向上，按一天中不同时刻进行划分，分为低谷时段、早高峰时段、平缓时段、晚高峰时段；纵向上，按年、季节、月份、工作日和非工作日划分；

按不同时间尺度进行分类后，根据实测数据进行相应的负荷建模；故障录波器每采集一组数据，根据时间特征判断该数据样本所属负荷类别，然后采用递推最小二乘法在线修正相应类的静态负荷模型，只保留模型参数辨识结果；

不同时间尺度负荷模型参数数据库构建后，用户根据应用场景进行选择即可。

所述参数辨识过程为：先处理已经得到的一批数据，得到θ的估计值，来了新的数据后，再对原估计值进行修正，这样既可以减少计算机的存储量，也可以提高计算速度；为此，根据故障录波器实时采集的稳态数据进行静态负荷建模，新的采样数据不断刷新，采用递推最小二乘法不断修正所建模型，为避免数据饱和现象，采用渐消记忆的递推算法，