[发明专利]基于PMU误差校正的输电线路参数在线辨识方法及系统

说明书

基于PMU误差校正的输电线路参数在线辨识方法及系统。首先，根据误差类型及测量数据的相应特点，分类型对PMU数据进行预处理。然后，针对难以觉察的偏置误差，基于输电线路集中等效模型，提出了考虑数据规律及误差灵敏度特性的PMU测量误差的校正方法；最后，在上述校正方法基础上，提出了全场站PMU数据质量的治理方案。通过模拟和实测数据进行仿真，结果表明本文所提方法相较于现有方法可改善PMU实际数据质量，进而实现输电线路参数的有效辨识。

技术领域

本发明属于电力系统分析与计算领域，具体涉及基于PMU误差校正的输电线路参数在线辨识方法及系统。

背景技术

输电线路参数作为电力系统运行分析的基础，其准确性对电网安全分析、稳定运行具有重要的作用。

PMU(Phasor Measurement Unit，PMU)理论测量精度高，且能够直接获取输电线路两端电压、电流相量，进而实现线路与全网解耦后独立在线辨识的优势。

然而，实际环境中不可避免的存在误差及干扰，PMU理论上的高精度并不总能得到保证。PMU测量误差可来源于传感器精度、测量算法、硬件误差、不同的设计方案等，无法完全避免。而输电线路参数辨识的误差灵敏度较高，较小的测量误差便可导致较大的辨识误差。尤其在面对难以察觉的偏置误差时，现有参数辨识方法的准确性将大幅下降。

针对上述PMU实测数据难以应用于参数辨识的问题，需对PMU数据进行误差校正，主要方法包括离线测试和在线校正。其中，离线测试要求使用精度高于PMU装置的专用测试设备，且需断电后离线处理，不适用于全场站PMU的误差校正。现有方法主要通过基于物理模型在线校正PMU数据，进而可保证参数辨识精度。但其主要关注于相角误差，且为简化计算假设线路两端各自的相角误差可归算至线路某一端上，无法得到幅值误差及两端各自的相角误差。此外，PMU实际运行数据的真值往往是未知的，导致线路PMU校正结果难以保证其可靠性。

为改善上述问题，本文提出了基于PMU误差校正的线路参数在线辨识框架，并在此基础上，提出了全PMU场站数据质量的治理方案。该框架可考虑不同类型误差的特点，同时校正幅值及相角的测量误差，改善PMU实际数据质量，进而实现输电线路参数的有效辨识。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于PMU误差校正的线路参数在线辨识方法及系统，并在此基础上，提出了全PMU场站数据质量的治理方案。该框架可考虑不同类型误差的特点，同时校正幅值及相角的测量误差，改善PMU实际数据质量，进而实现输电线路参数的有效辨识。

本发明采用如下的技术方案。基于PMU误差校正的输电线路参数在线辨识方法，包括以下步骤：

步骤1，从WAMS的实时或者历史数据中读取N个时刻的PMU数据，并对PMU数据进行异常噪声预处理；其中，PMU数据包括电压测量数据，电流测量数据，相角测量数据；基于相角PMU测量数据，利用LSTM、数据拟合及规则判别方法对时延时序数据异常噪声、时延等进行预处理；

步骤2，基于电压测量数据和电流测量数据，引入偏置误差相量，建立PMU偏置误差修正模型；其中，偏置误差相量包括：电压偏置误差相量和电流偏置误差相量；

步骤3，以多时刻输电线路等效方程误差最小化为优化的目标函数，并建立表征电压电流幅值及相角误差灵敏度的第一约束条件，并建立表征PMU量测数据物理规律的第二约束条件；

步骤4，选择待辨识输电线路中的PMU基准场站，对第一约束条件和第二约束条件下的目标函数进行求解，以最优解作为输电线路参数在线辨识结果。

优选地，步骤1具体包括，对经过LSTM、数据拟合及规则判别方法处理过的PMU数据，其中相角异常噪声以相角正常的跳变点作为分段点，对相角数据进行分段数据拟合，数据拟合的目标函数(1)表示如下，