[发明专利]并网水电站系统不确定非线性模型构建、分析方法和系统

说明书

本发明公开并网水电站系统不确定非线性模型构建、分析方法和系统，属于并网水电站调速系统暂态特性分析领域。包括：建立不确定非线性并网运行水电站系统模型，基于不确定参数集下的不确定结果输出的动态响应。分析不确定输出结果集的每个状态变量在时刻t的平均值、最大值、最小值、方差、以及带宽，选择时间断面的结果绘制分布图和概率图，分析在参数不确定时系统动态响应输出结果的分布与不确定性。根据并网运行水电站系统的动态响应，提出偏离系统初始值最远点和关于时间序列的平均敏感性指标；利用EFAST方法对特定分布下的参数的敏感性进行分析。本发明较好地分析不同并网运行水电站系统的动态特性与不确定性以及参数敏感性，具有较好迁移性。

技术领域

本发明属于并网水电站调速系统暂态特性分析领域，更具体地，涉及 并网水电站系统不确定非线性模型构建、分析方法和系统。

背景技术

水电站通常都是并入电网运行，与电网内其他电站/机组一起执行电力 系统负荷频率调节任务，使机组输出功率迅速跟踪给定值。随着我国双碳 目标的推动，风电、光电等非水清洁能源将继续快速发展并大规模接入电 网，而非水清洁能源具有较大随机性和不确定性，与电网稳定运行的矛盾 十分突出，水电对调解矛盾具有十分重要的作用和地位，是协调电网与风 光火核电关系的调节器，也是国家构建坚强智能电网的重要部分。所以对不确定并网运行水电站的建模及其不确定性与敏感性分析显得至关重要。

参数敏感性分析对工程结构的模型校验、动态设计、优化设计、系统 控制和可靠性分析等方面有着重要的参考与指导作用。前面有学者对并网 水电站的线性模进行过研究，以往的分析方法和模型都是针对确定性系统、 孤网模型或者单机无穷大模型，主要侧重于研究系统的稳定性和动态特性， 且对参数的敏感性分析一般都是定性的和对单一的参数进行分析，且几乎 没有人提出并网运行水电站的不确定性与敏感性分析方法和相关研究。所 以，亟需一种可以分析并表征确定/不确定非线性并网运行水电站的暂态特 性的数学模型，以及对不确定参数和扰动下的不确定系统动态输出的不确 定性和敏感性进行定量分析的方法和评价指标。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了并网水电站系统不确 定非线性模型构建、分析方法和系统，其目的在于求解并得出系统的不确 定动态响应的特性，并定量分析各不确定扰动或不确定参数对系统各状态 变量的影响，即敏感性，可以为水电站站的参数选择与电站设计提供良好 的指导作用。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种并网水电站系 统不确定非线性模型构建方法，该构建方法包括：

S1.构建8个不确定扰动项，所述不确定扰动项为以下任一种：(1)周 期扰动：(2)随机扰动(3) 阶跃扰动：其中，ω_i＝2π/T_i，rand(1)为生成一个0-1的随 机函数，T_i、A_i为第i个扰动的周期和幅度，i＝1，2，…，8；

S2.将8个不确定扰动项添加到并网水电站系统确定非线性模型，得到 并网水电站系统不确定非线性模型，具体如下：