[发明专利]一种基于准稳态数据的电力系统惯量评估方法

权利要求书

1.一种基于准稳态数据的电力系统惯量评估方法，其特征在于，包括：

(1)基于电力系统等效同步发电机的转子运动方程建立等效惯量评估的动态模型；

(2)输入PMU监测所得的电力系统各母线节点的准稳态数据，主要包括负荷有功功率波动量ΔP和节点频率波动量Δf，并进行数据预处理；

(3)将ΔP和Δf分别作为待辨识系统的输入和输出，运用ARMAX模型系统辨识方法辨识系统参数；

(4)将(3)得到的差分方程转化为传递函数，提取惯性常数。

2.如权利要求1所述的一种基于准稳态数据的电力系统惯量评估方法，其特征在于，所述步骤1中，将系统等效为单机模型，由同步机转子运动方程可以推得：

式中：H_sys和S_sys分别为系统的惯性常数和容量；ΔP和f_n为系统总的有功偏差和额定频率；f_COI为系统的中心频率。

3.如权利要求所述的一种基于准稳态数据的电力系统惯量评估方法，其特征在于，所述步骤2中，将转子运动方程写为如下增量形式：

准稳态条件下可以假设原动机输入的机械功率保持恒定，即ΔP_m＝0。

4.如权利要求3所述的一种基于准稳态数据的电力系统惯量评估方法，其特征在于，对式2进行拉普拉斯变换，将其写成传递函数的形式：

式中：Δf为等值同步机的转子电频率偏移，以系统中心频率偏移代替；ΔP_e是等值同步机的电磁功率偏差，以系统总的功率偏差替代；G(s)是ΔP_e到Δf的传递函数，s是拉普拉斯算子。

5.如权利要求1所述的一种基于准稳态数据的电力系统惯量评估方法，其特征在于，所述步骤2中，数据预处理的方法包括：标幺化、预滤波和去趋势；所述去趋势对于仿真系统数据，需通过去均值去除信号的直流分量；对于实际系统运行数据，去趋势需要去掉原始信号中反映电力系统中长期运行变化的趋势；预滤波采用低通非因果巴特沃斯滤波器对信号进行预滤波，非因果低通巴特沃斯滤波器的截止频率设置为0.5Hz。

6.如权利要求1所述的一种基于准稳态数据的电力系统惯量评估方法，其特征在于，所述步骤(3)中，用ARMAX模型对预处理后的准稳态离散数据进行建模，表示如下：

A(q)y(t)＝B(q)u(t)+C(q)w(t)； (4)

B(q)＝b₁q^-1+…+b_nq^-n； (5)

A(q)＝1+a₁q^-1+…+a_mq^-m； (6)

C(q)＝1+c₁q^-1+…+c_kq^-k。 (7)

式中q^-1是后向平移算子，q^-1u(t)＝u(t-1)，u(t)是时刻t的输入(t＝1，2，…，N)，满足充分阶数的静态和持续激励条件，y(t)是时刻t的输出(t＝1，2，…，N)，w(t)是噪声，与输入{u(t)}之间统计独立；θ_A＝[a₁，…，a_m]^T是自回归部分的参数向量，θ_B＝[b₁，…，b_n]^T是外部输入部分的参数向量，θ_C＝[c₁，…，c_k]^T是移动平均部分的参数向量。