负荷模型简化辨识及在河南电网的仿真应用

使用相量测量单元（PMU）的实测数据,进行了大量的感应电动机负荷模型参数灵敏度分析,并从参数灵敏度的角度出发,提出了将灵敏度较小的感应电动机负荷模型参数固定,仅辨识灵敏度较大参数的方法。结合电网实际扰动仿真、暂态故障曲线Prony分析以及电网小扰动分析,使用综稳程序PSASP进行仿真分析,仿真结果证明了所提简化模型辨识的可行性和实用性。     

主导负荷参数类噪声辨识的数据处理方法

准确负荷模型的建立是电力系统仿真可靠性的重要保证。近年来,基于电力系统类噪声的负荷建模方法以其不依赖故障扰动的优势为克服负荷模型时变性提供了有效的解决思路。然而,由于类噪声信号的信噪比很低,量测数据质量愈发成为制约类噪声负荷辨识的关键问题。为提升参数辨识结果的可靠性,基于小波阈值去噪和多维核密度估计方法,提出了类噪声主导负荷参数辨识的数据处理架构。仿真分析和实测结果表明,所提数据处理方法能够提升主导参数辨识的可用率与辨识精度,最终获得反映系统实际动态特性的可靠负荷模型参数。     

基于μPMU电压相位数据的配电网拓扑辨识

为了满足配电网拓扑识别快速准确的要求,提出了一种基于微型同步相量量测装置（micro-synchronous phasor measurement unit,μPMU）的配电网拓扑识别方法。获取拓扑变化前后的电压相位构建拓扑变化辨识参数,辨识出系统拓扑变化时刻;提出基于相位差异度的拓扑识别算法,借助μPMU获取的数据及潮流计算,分析不同拓扑条件下电压相位与实际相位间的差异,选取差异度最小所对应的拓扑为实际拓扑,实现对配电网的拓扑识别。通过仿真算例验证所提方法的合理性,结果表明,拓扑变化时刻辨识判据正确可靠,所提拓扑识别算法的识别正确率高。     

基于PMU误差校正的输电线路参数在线辨识方法

线路参数辨识对准确反映电网的实际运行状态具有重要作用,但其对相量量测单元(Phasor Measurement Unit, PMU)数据精度要求极高,实测数据难以直接满足应用需求。对此,提出了一种基于PMU误差校正的输电线路参数辨识方法。首先,根据误差类型及测量数据特点,分类型对PMU数据进行预处理。然后,针对缺乏显著特征的偏置误差,基于输电线路物理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,在上述校正方法的基础上,提出了全厂站PMU数据质量的治理方案。通过模拟和实际数据进行仿真,结果表明所提方法相较于现有方法可改善PMU量测数据质量,进而实现输电线路参数的有效辨识。     

基于PMU实测数据的同步发电机参数在线辨识方法

由于试验条件与发电机运行的实际工况有较大差异,常规的电机试验难以得到与饱和、涡流等密切相关的发电机动态参数的准确值,满足不了离线和在线安全分析及控制的要求。将PMU上传的定子电压和励磁电压量测作为输入信号、定子电流和励磁电流作为输出信号,基于PMU实测数据和同步发电机派克模型,考虑定子绕组暂态过程,实现了同步发电机原始参数的辨识。电力系统实际算例表明,与设计参数相比,基于该参数辨识结果的仿真曲线与实测发电机动态曲线的拟合程度明显要高,所提方法能够有效提高同步发电机的参数辨识精度。     

发电机模型及参数动态仿真准确度的评估

动态仿真元件模型及参数不准确会导致仿真结果出现很大的偏差。基于PSD-BPA仿真软件,提出一种发电机模型及参数动态仿真准确度评估的方法。采用时变负荷等值方法,将PMU量测功率信号直接注入发电机边界节点进行混合动态仿真,使注入量测信号更准确。以边界母线电压和频率作为考核量评估发电机模型及参数的仿真准确度,该方法可以更灵敏地发现模型参数误差;根据实测有功、无功变化情况设置扰动深度,综合了多场景扰动数据进行发电机模型及参数仿真准确度的评估。算例结果表明了所提评估方法的有效性。     

量测误差对高压线路零序参数辨识的影响机理分析

输电线路的零序参数是电力系统分析计算、保护整定的重要参数。随着PMU的广泛应用,采用PMU量测数据在线辨识成为输电线路零序参数获取的新方法。然而,现场PMU量测数据往往存在误差,影响了零序参数计算结果的精度。该文在输电线路π模型的基础上,分析了三相电压、电流相量量测误差对输电线零序参数辨识的影响机理。首先,通过数学推导,揭示了三相量测误差对零序分量的影响;其次,采用小扰动分析方法,研究了零序电压与零序电流的幅值、相角影响零序参数计算结果精度的机理;最后,通过仿真验证了所提理论的正确性。     

一种基于信号相关性的低频振荡辨识方法

相量测量单元(PMU)被广泛用于电力系统数据实时采集和状态监测,为电力系统的稳定运行提供了可靠的信息保障。在电力系统受到扰动的情况下,动态过程中会包含低频周期性衰减成分分量,也可能体现为低频振荡。基于PMU实时采集信号,构建了一种针对低频振荡的相关辨识方法,可有效辨识系统因短时扰动而产生的低频振荡模式,并通过量化系统动态过程振荡强度来准确辨识起振时间。通过仿真计算和针对实际变电站PMU采集信号的辨识计算,验证了此方法的可行性。此方法在实际变电站受到短时扰动的情况下可在短时内准确辨识出低频振荡成分的频率、幅值、衰减系数和动态过程的起止时间等参数,并能够较好地复原系统由受扰至恢复的动态过程,为电力系统的低频振荡辨识提供了一种可行的新方法。     

低频振荡模式辨识中信号非线性去趋的平滑先验方法EI北大核心CSCD

基于PMU实测信号的低频振荡模式在线辨识是阻尼控制的基础,有效去除PMU实测信号中的非线性趋势才能保证模式辨识的精度。提出了基于平滑先验法的PMU实测信号非线性去趋方法。在分析平滑先验法基本原理基础上,为适应低频振荡模式辨识中信号非线性去趋要求,对其频率响应特性进行研究,确定平滑先验法的正则化参数。采用IEEE-39节点系统时域仿真信号和某电网的PMU实测信号对所提方法进行测试,并与经验模态分解法和数字滤波法进行了比较,表明该方法能够更有效地去除信号中的非线性趋势,较大幅度地提高计算速度,同时也能提高低频振荡模式辨识精度,具有较高的实际应用价值。     

基于类噪声信号的等值负荷惯量两阶段辨识方法

负荷惯量的准确、在线估计是电力系统电压和频率稳定分析的重要基础。为此,提出了一种基于类噪声的负荷惯量辨识方法,基于系统中时刻存在的类噪声信号跟踪等值负荷惯量的时变特性。考虑到类噪声条件下惯量参数可辨识性较差,采用两阶段辨识的思路,首先对负荷的电磁参数进行辨识,然后基于第一阶段辨识得到的状态变量估计出惯量、转矩系数等机电参数。仿真算例和实测数据分析表明,所提负荷惯量辨识方法能够适应不同变转矩情形下负荷惯量的类噪声辨识需求;相较于恒转矩辨识方法,该方法能够更加准确地反映实际负荷的机电暂态特性,得到稳定、可靠的惯量辨识结果。     

同步相量测量装置校准器参考相量计算方法

电力电子设备的广泛应用导致电力系统逐渐出现了新的稳定性与可靠性问题,亟需高精度实时测量与感知技术,为解决上述问题提供数据基础。作为最有效的动态监测手段之一,同步相量测量装置(PMU)的测量精度至关重要。提出了一种PMU校准器的参考相量计算方法,为PMU测试提供校准参考值。该方法分析了电力系统典型静动态信号特性,建立了基波相量通用信号拟合模型,可表征PMU测试标准中除阶跃测试外的所有静动态测试信号。提出了基于非线性拟合的相量幅值、相角与频率迭代求解方法,并根据所得频率提出了基于最小二乘法的频率变化率计算方法。进一步,分析揭示了迭代初始值、计算时间窗长和拟合阶数对计算精度的影响及其设置方法。仿真与实验测试结果表明,该方法精度至少比标准规定的精度要求高1个数量级,可用于PMU的测试与校准。     

基于局部离群因子的PMU连续坏数据检测方法

同步相量测量单元(PMU)能为电力系统监测和控制提供实时数据。然而,PMU连续坏数据与扰动数据高度相似,可能会导致控制中心做出错误的决策。针对PMU连续坏数据难以与扰动数据区分的问题,提出了一种基于局部离群因子(LOF)的连续坏数据检测算法。通过大量现场数据分析得出连续坏数据空间相似性差、扰动数据空间相似性强的结论,依据此结论提出了基于动态时间规整(DTW)的空间相似性评估方法。通过评估不同PMU的空间相似性来计算每台PMU的LOF值,进一步,提出了基于箱线图的阈值确定方法。通过比较当前窗口每台PMU的LOF值是否超过阈值,在线识别连续坏数据。仿真和测试结果表明,所提方法能有效实现连续坏数据的辨识和检测,并区分扰动数据。     

计及相量测量单元信息不可观性的强迫功率振荡扰动源定位

强迫功率振荡的扰动源定位是低频振荡诊断与分析中的重要问题。目前,利用相量测量单元(PMU)的数据进行扰动源位置识别已引起了一定的关注,但相关研究成果大多未考虑PMU尚无法完整配置的现状,因而难以在实际电力系统中推广应用。为此,提出了一种计及PMU信息不可观性的强迫功率扰动源定位方法,并从扰动源定位的角度出发,提出了PMU分区配置的基本要求。仿真结果表明,该方法可在PMU信息不可观的情况下准确识别扰动源位置。     

基于PMU的电力系统建模及参数辨识

广域测量系统可完整的记录电网的动态过程信息,从而为电力系统的模型建立和参数辨识提供了有效的路径。利用相量测量装置(PMU)记录电网的实时动态信息,可实现对输电线路参数的辨识,包括对称分量和不对称分量;实现对发电机模型参数、励磁系统及调速器模型和参数的辨识;实现对负荷的建模和负荷模型的参数辨识。本文简明扼要的介绍了基于PMU实现上述功能的基本原理和方法,指出可利用当前国内大量广域测量系统建成的有利条件,积极开展线路的参数辨识、发电机、励磁系统、调速器和负荷的建模及参数辨识工作,从而提高电网仿真计算的精确性,为电网调度运行和分析人员提供有益的指导。     

基于SCADA/PMU混合量测的广域动态实时状态估计方法

根据来自监视控制与数据采集(supervisory control and data acquisition，SCADA)系统和相量测量单元(phasor measurement unit，PMU)的数据特点，提出了一种基于SCADA/PMU混合量测的广域动态实时状态估计方法，该方法充分利用了各节点间电压变化的相互联系，通过SCADA系统提供的初始值和安装PMU的节点的电压量测可简单地获得其他未安装PMU节点的电压相量。该方法有效地解决了在PMU配置不足的情况下如何观测电网状态以及如何在动态过程下实时观测电网。最后，通过对新英格兰10机39节点系统的多种故障进行仿真，验证了该方法的有效性和准确性。     

用PMU实测数据辨识同步发电机参数的关键问题

研究了参数的可辨识性分析、扰动类型的选择、相量测量单元量测数据的滤波和实测功角恒定偏差对同步发电机参数辨识的影响等问题。提出以H阵的条件数作为参数的可辨识性指标,用以定量描述参数的辨识条件,以同时考虑模型结构和扰动深度等因素对参数可辨识性的影响。从理论上分析了不对称扰动数据的正序分量可用于同步发电机的参数辨识,并用实测数据进行了验证。根据对发电机动态特性的激发程度,合理地选择扰动类型;从电子信息科学领域引入一种零相移的数字滤波方法,解决了传统滤波器给量测信号引入相移的问题。总结了现有的功角测量方法,指出直接法测得的功角与真实功角可能存在恒定偏差,并研究了这一偏差对参数辨识结果的影响。实际算例验证了所述方法的有效性。     

Optimal PMU placement method for complete topological and numerical observability of power system

This paper presents a new method of optimal PMU placement (OPP) for complete power system observability. A two-stage PMU placement method is proposed, where stage-1 finds out the minimum number of PMUs required to make the power system topologically observable and stage-2 is proposed to check if the resulted PMU placement (from stage-1) leads to a full ranked measurement Jacobian. In case the PMUs placed, ensuring topological observability in stage-1, do not lead to the Jacobian of full rank, a sequential elimination algorithm (SEA) is proposed in stage-2 to find the optimal locations of additional PMUs, required to be placed to make the system numerically observable as well. The proposed method is tested on three systems and the results are compared with three other topological observability based PMU placement methods. The simulation results ensure the complete system observability and also demonstrate the need of using stage-2 analysis along with the topological observability based PMU placement methods.     

A PMU data recovering method based on preferred selection strategy

Nowadays, the technology of renewable sources grid-connection and DC transmission has a rapid development. And phasor measurement units(PMUs) become more notable in power grids, due to the necessary of real time monitoring and close-loop control applications. However, the PMUs data quality issue affects applications based on PMUs a lot. This paper proposes a simple yet effective method for recovering PMU data. To simply the issue, two different scenarios of PMUs data loss are first defined. Then a key combination of preferred selection strategies is introduced. And the missing data is recovered by the function of spline interpolation. This method has been tested by artificial data and field data obtained from on-site PMUs. The results demonstrate that the proposed method recovers the missing PMU data quickly and accurately. And it is much better than other methods when missing data are massive and continuous. This paper also presents the interesting direction for future work.     

便携式同步相量测量装置现场测试仪

介绍了一种实用的相量测量装置（PMU）的现场校核方法。采用比对测量和模拟发电机信号输出的方法，使新研制的便携式PMU现场测试仪能对现场的PMU进行校核。现场试验表明，该方法可较方便地对跨空间分布的PMU进行客观的性能评价，并可对PMU进行异地校核。