[发明专利]一种基于校准导航的广域电力系统负荷模型校准方法

摘要

本发明提供了一种基于校准导航的广域电力系统负荷模型校准方法，步骤包括：负荷参数误差指标的建立、系统主导校准区域识别、系统主导校准区域内待校准负荷的两阶段分类、主导校准区域内各类负荷的统一校准以及基于多扰动场景的负荷模型校准。该广域电力系统负荷模型校准方法最终得到的负荷模型参数可以准确、可靠的模拟广域系统区域负荷，校准结果可以根据不同需求应用于电力系统的设计、规划、运行等领域，将显著提高相关的计算精度和预测准确度，提高系统安全性和经济性。

主权项

1.一种基于校准导航的广域电力系统负荷模型校准方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，负荷参数误差指标的建立，由WAMS广域量测和数值积分分别得到当前同一扰动Disr(r＝1,2,…,R)下系统的实测轨迹和仿真响应，采用扩展等面积准则确定系统实测轨迹的系统主导模式，并计算该系统主导模式下实际系统和仿真系统各摆的功角稳定裕度，再按照式(1)计算参数误差D为：式(1)中，ηMl和ηSl分别为系统主导模式下实测轨迹和仿真轨迹第l摆的功角稳定裕度，N＝min{NM,NS}，NM和NS分别为功角在观察窗口内实测轨迹和仿真轨迹的总摆次，如果D>误差阈值ε，则进入步骤2启动负荷模型校准，否则等待下一次扰动数据重复步骤1；步骤2，系统主导校准区域识别，计算仿真系统在系统主导模式下的功角稳定裕度为η_S＝min{η_S1,η_S2,...,η_SNS}，再按照式(2)计算系统主导模式下功角稳定裕度关于节点负荷参数的参数灵敏度为：式(2)中，表示系统第j(j＝1,2,…,n)个负荷节点的第i(i＝1,2,…,m)个模型参数，为节点负荷参数的摄动量，n为系统所有待校准的负荷节点个数，m为每个负荷节点上所含模型参数个数，其中第i个负荷模型参数为α_i，再计算系统主导模式下功角稳定裕度关于各负荷模型参数α_i的灵敏度绝对值的空间分布，并将该空间分布作为负荷模型参数α_i在系统主导模式下的校准导航为：再计算系统主导模式下功角稳定裕度关于各节点的负荷模型参数α_i的灵敏度符号的空间分布，并将该空间分布作为系统主导模式下负荷模型参数α_i在各节点上的稳定特征为：设定关于负荷模型参数α_i的主导校准节点比例θ_i，对中各元素按从大到小依次排列，取前nθ_i个节点为关于负荷模型参数α_i的主导校准节点集合，由所有m个负荷模型参数α_i(i＝1,2,…,m)对应的主导校准节点集合构成系统主导校准区域；步骤3，系统主导校准区域内待校准负荷的两阶段分类，遍历所有m个负荷模型参数α_i，得到满足式(6)使校准导航取最大值CN_MAX的参数，并定义该参数为系统指示参数α_s，CN_MAX的计算公式为：再利用系统指示参数α_s的稳定特征按稳定特征中各负荷节点的正负将系统主导校准区域的负荷节点分为两类，再根据负荷节点的用电性质构成比例X_j，并利用模糊C均值聚类算法分别对两类负荷节点再次分类，得到系统主导校准区域内总的负荷分类数目为C，第c_k(c_k＝1,2,...,C)类负荷为其中为属于第c_k类的负荷个数，为第c_k类负荷中的第个负荷；步骤4，主导校准区域内各类负荷的统一校准，系统非主导校准区域的各负荷模型无需校核，系统主导校准区域内同一类负荷的所有负荷节点设为相同的模型参数，再统一校准C类负荷节点上的模型参数，设第c_k类负荷节点上需要校准的个模型参数以向量表示为则系统所需校准的总参数为再用式(1)作为参数校准的目标函数，再以预设的参数值作为校准的初始值，利用梯度下降法计算得到min(D)对应的参数向量集合为参数校准结果；步骤5，基于多扰动场景的负荷模型校准，持续记录系统扰动轨迹，利用每个扰动下的测量数据，重复步骤1‑4，分别获得各扰动下对应系统主导校准区域的负荷模型校准结果，更新至仿真系统数据库，随着扰动记录的不断累积，校准并更新整个系统负荷模型。