[发明专利]一种基于熵的多区域互联电力系统随机控制性能评价装置与方法

说明书

本发明公开了一种基于最小信息熵的多区域互联电力系统的随机性能评价装置与方法。该装置包含数据滤波器，熵值计算器，指标计算器三部分；该方法包括对区域控制误差和频率偏差的分钟级平均滤波；性能统计量的熵值估计；性能指标计算三个步骤。本发明多区域统互联电力系的随机性能评价方法简洁且高效，对系统的正常运行无影响，且计算方便，易于应用。

技术领域

本发明属电力系统技术领域，尤其涉及电力系统频率随机控制性能评价装置及方法。

背景技术

区域电力系统互联是当期电力系统的基本形式。各个区域电网控制性能的好坏直接关系到电网的稳定和可靠性。其控制性能也是该区域电网考核的依据。在负荷波动和随机性很强的新能源双重作用下，互联电力系统呈现出较强的随机性，其随机性能评价成为其区域控制性能评价的主要方面。

发明内容

本发明的技术方案是一种基于熵的多区域互联电力系统随机控制性能评价装置与方法。

其特征是该装置包括数据滤波器，熵值计算器，指标计算器三部分，三部分依次串行连接。其中数据滤波器以各个控制区域的联络线功率交换偏差和频率偏差信号为输入，采用平均滤波方法得到区域控制误差和频率偏差的分钟级平均滤波值，两者的滤波值做乘法得到值作为数据滤波器的输出；对于熵值计算器以数据滤波器的输出作为其输入，采用核函数法计算熵值后输出；指标计算器以熵值计算器的输出为输入，进行性能评价计算，显示并输出随机性能评价结果。

一种基于熵的多区域互联电力系统随机性能评价装置与方法，其特征是该方法包含三个步骤：

1)采用平均滤波方法对区域控制误差和频率偏差进行分钟级平均滤波

对区域控制误差ACE和频率偏差△f按照分钟级进行滤波并构造新的性能统计量Y，Y的第i个元素计算如下：

Y_i＝mean(ACE)_imin×mean(△f)_imin (1)

其中mean(·)_imin表示对变量第i分钟内的采样值求平均。

2)基于核函数的性能统计量熵值估计

在性能统计周期内，利用核函数法估计统计量的概率密度函数，进而估计其熵值。本发明采用的核函数为高斯核函数记为κ(x)，具体表示如下：

其中：x为任意待计算核函数的变量。

利用上述核函数估计各个统计量的概率密度值γ(Y_i)如下：

其中N为Y的数据个数，h＝1.06σN^-0.2，σ为Y的标准差。

以此按照熵的定义估计Y的熵值如下：

3)基于熵的随机性能指标的计算

计算性能评价周期内每一个小时的性能统计量Y的熵值，记第i小时的熵值为H_ihour(Y)，然后与上一年全年的性能统计量Y的熵值H_L作比较，可得第i小时的性能指标CH_i：

长期随机性能评价指标CPS_H定义如下的：

CPS_H＝(2-avg(CH)_T)×100(6)

其中：avg(CH)_T表示在在性能评价时间T内的每个小时性能指标CH求平均。如果CPS_H>100即认为多区域互联电力系统的随机性能合格。