[发明专利]基于参数轨迹灵敏度频域特征指标的电力系统仿真误差主导参数识别方法

权利要求书

1.一种基于参数轨迹灵敏度频域特征指标的电力系统仿真误差主导参数识别方法，其特征是，它包括以下内容：

1)建立参数轨迹灵敏度与仿真误差之间的数学关系式

仿真结果与实测数据之间不一致，用误差表示为式(1)：

Δx(n)＝x_r(n)-x_s(n) (1)

式中：x_r(n)为实测数据；x_s(n)为仿真结果，

所述误差与参数轨迹灵敏度之间的数学关系为式(2)：

式中：S_i为参数值α_i的参数轨迹灵敏度；α_r,i为参数实际值；α_m,i为仿真模型参数现有值；N_P为参数总量；

2)参数轨迹灵敏度频域特征的提取

使用离散傅里叶变换方法进行频域变换，误差曲线存在波动特征，则误差频谱存在明显峰值，峰值所在频点即为误差中含有的主要频率分量，只要补偿所述误差的所述主要频率分量就能够减小仿真结果与实测数据之间的误差，故此提取峰值所在频点为仿真误差的敏感频点，若误差频谱具有多个峰值，则提取多个敏感频点；同样采用离散傅里叶变换方法对系统各参数的参数轨迹灵敏度进行频域变换，由于仿真误差存在敏感频点，将参数轨迹灵敏度的频谱在敏感频点的幅值作为关键特征，所述敏感频点的幅值表示参数轨迹灵敏度曲线在敏感频点的主要频率分量，体现了参数对敏感频点处的影响能力，即对所述误差的主要频率分量的影响能力；

3)定义参数轨迹灵敏度频域特征指标

参数轨迹灵敏度频谱在多个敏感频点的幅值不同，表明参数对多个主要频率分量的影响能力不平衡，误差频谱的各敏感频点幅值也不同，表明误差中所含多个主要频率分量同样存在差异；在选取主导参数时，应准确衡量各幅值的作用，既要考虑幅值的总体作用，也应使主导参数的影响能力与误差的多个主要频率分量相适应，以此为原则定义参数轨迹灵敏度频域特征指标，参数轨迹灵敏度频域特征指标包括平均幅值指标和幅值比指标：

平均幅值指标是为了衡量参数对所述主要频率分量的总体影响能力，其定义为式(3)：

式中：M_i为敏感频点幅值；N_f为敏感频点个数；

幅值比指标R_ij是为了衡量参数对多个主要频率分量的影响能力的不平衡，其定义为式(4)：

式中：M_i和M_j分别为频谱中第i个和第j个敏感频点幅值；

4)主导参数识别方法

基于建立的参数轨迹灵敏度频域特征指标，进行仿真误差主导参数识别，其流程为：

①算仿真误差曲线，进行频域变换并提取敏感频点，计算误差频谱的幅值比指标R_e,ij；

②计算各参数的参数轨迹灵敏度并进行频域变换，提取敏感频点幅值M_α,i；

③按各参数的参数轨迹灵敏度在各误差敏感频点的幅值从大到小依次排序，并与各敏感频点的阈值T_1,i进行比较，若参数α存在至少一个不小于阈值T_1,i的敏感频点幅值，则将其作为候选参数，候选参数集Ω_c的定义为式(5)：

④获得候选参数集后，计算其中参数轨迹灵敏度的平均幅值指标和幅值比指标R_α,ij，将平均幅值指标小于阈值T₂的参数剔除，计算其余参数的幅值比与误差幅值比的差值ΔR_α,ij，为式(6)：

ΔR_α,ij＝|R_α,ij-R_e,ij| (6)

⑤根据参数轨迹灵敏度特征、计算能力及时间要求，确定主导参数数量N_d；对于主导参数数量的选择，认为当某些参数的参数轨迹灵敏度特征明显高于其他参数，数量级上的差别或数倍的差别时，可将其作为主导参数；由于参数校正的可实现性，主导参数的数量不宜多；

⑥按式(6)从小到大依次排序，选取前N_d个参数，得到仿真误差的主导参数集Ω_d；

5)定义阈值

在主导参数识别流程中，阈值的选取对主导参数的有效性有重要影响，其取值为式(7)：

式中：k₁和k₂为系数，其取值由不同的系统规模、受扰条件、目标轨迹下参数轨迹灵敏度频域特性、主导参数的数量决定。