[发明专利]一种基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法

说明书

本发明公开了一种基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法，包括建立中短长度输电线路等值电路模型；建立输电线路模型的时变标量线性等式；利用变以往因子改进数据窗耦合递推最小二乘法进行输电线路参数辨识。本发明提供的参数辨识方法将耦合递推辨识与最小二乘算法的数据窗口和遗忘因子思想结合，无需大规模矩阵求逆运算，能够有效见效突变扰动对辨识的影响，大大提高了快速跟踪性、收敛稳定性和准确性。

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，具体涉及一种基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法。

背景技术

随着经济社会发展，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。而随着电网规模日益扩大，以及用电需求的快速增加，人们对供电可靠性提出了更高要求，电网调控的在线应用发挥着更为基础性的关键作用。作为输送电能的载体，输电线路是电网不可或缺的一部分。输电线路电气参数作为在线应用的模型基础，其辨识的准确性对于电力系统状态估计、输电线路故障定位以及潮流分析和保护整定等具有重要意义。

目前调度自动化系统采用的输电线路参数采用离线方式获得，获取方式主要有理论计算和离线测量。在实际运行过程中随着运行环境、运行状态等的变化，输电线路参数将发生改变，而该变化无法实时反馈至调度自动化系统，严重影响调度策略的准确性和可信性。近年来，基于相量测量单元(PMU)的广域测量系统(WAMS)在电力系统领域得到推广应用。除了电压、电流的幅值以外PMU装置还能获取其相位，并且其数据更新速度达到毫秒级，为输电线路参数的精确辨识提供了可靠的实时数据来源。目前利用PMU装置的线路参数辨识中，大量地运用了最小二乘辨识原理。最小二乘算法对多变量系统的辨识通常涉及到矩阵求逆运算，增大了运算量和计算复杂性。同时相邻时刻数据波动过小容易使辨识递推过程形成奇异矩阵，造成计算数值异常。因此，有必要探索新的、精度高的有效利用PMU量测的输电线参数辨识方法。

发明内容

本发明的第一方面的目的在于提供一种基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法。本发明将耦合递推辨识与最小二乘算法的数据窗口和遗忘因子原理相结合，利用PMU量测数据实现了对输电线路参数进行快速、准确、高精度的辨识。

本发明的第一方面的目的是通过以下技术方案实现的：

该种基于PMU量测的改进耦合最小二乘输电线路参数辨识方法，包括如下步骤：

S1.建立中、短长度输电线路等值电路模型；

S2.根据步骤S1建立的等值电路模型，建立输电线路模型的时变标量线性等式；

S3.利用变遗忘因子改进数据窗耦合递推最小二乘法进行输电线路参数辨识；

步骤S1所述的建立中、短长度输电线路等值电路模型，具体为建立适用于中、短长度输电线路的集中参数π型等值电路模型，模型首末端分别标识为m端和n端，m端与n端之间线路等效阻抗为Z，模型m、n两端均通过Y/2等值电纳接地。

步骤S2所述的建立输电线路模型的标量线性等式，具体为采用如下步骤建立输电线路模型的标量线性等式：

A.针对步骤S1建立的等值电路模型，根据基尔霍夫电流定律，线路参数与运行状态关系可表示为：

其中分别表示线路两端电压和电流相量

B.根据电功率定义，线路参数与运行状态之间的关系可表示为：

其中S_(m，n)、P_(m，n)、Q_(m，n)分别为线路的视在功率、有功功率和无功功率。