基于自适应抗差最小二乘的线路正序参数在线辨识方法

针对在线PMU(Phasor Measurement Unit)数据会存在随机量测噪声甚至不良数据的实际情况,本文提出了一种输电线路正序参数的自适应抗差最小二乘在线辨识方法。文中基于线路双端多时刻断面的PMU电气量建立了线路正序参数的最小二乘辨识模型;在简要介绍抗差最小二乘原理的基础上,为充分利用量测信息,采用IGG(Institute of GeodesyGeophysics,Chinese Academy of Sciences)权函数(方案I)实现"三段"法抗差参数辨识;并利用中位数原理在线估计方程残差序列的期望和方差,实现自适应地调整权函数的抗差阈值。该方法无需事先确定量测设备的量测误差,具有很好的抗差能力及结果可信度,同时也消除了参数迭代对初值的敏感性。基于PSCAD仿真和PMU实测数据的算例表明,该方法十分有效,更适合于在线参数辨识。     

基于PMU数据的输电线路参数跟踪估计

输电线路参数的准确估计直接影响着电力系统建模、稳定计算及运行控制。同步相量技术的出现为输电线路参数在线辨识提供了有力条件。针对离线求取输电线路参数的局限性,借助PMU实测数据,对电力系统中的单条输电线路参数进行辨识,并采用可变遗忘因子的最小二乘法辨识线路参数,提出采用增量灵敏度分析系统运行工况变化对参数辨识结果影响的思路。某实际电网中的500kV输电线路仿真结果验证了此方法的可行性。     

基于PMU的输电线路相参数在线抗差最小二乘辨识

针对输电线路相参数难以获取,且相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)数据存在随机噪声的实际问题,提出了一种线路相参数在线最小二乘辨识方法。该方法采用相分量方法,仅需多次正常运行时三相不平衡的线路双端PMU电压、电流量测数据,即可实现相参数的辨识。建立了线路三相参数的∏型等值模型,推导获得其参数的辨识方法,并应用基于Huber估计的抗差最小二乘法,降低量测中一般的随机噪声及坏数据对辨识结果的影响,实现抗差辨识。最后,仿真验证了所提方法的有效性以及抗噪能力。     

输电线路零序参数的在线自适应IGG抗差辨识方法

针对实测相量量测单元(phasor measurement unit,PMU)数据存在随机量测噪声甚至不良偏差数据,导致线路参数辨识精度降低;不同线路量测误差不同导致算法适应性差的实际问题,提出了一种线路零序参数在线自适应抗差辨识方法:首先,建立了单回线、同杆并架双回线零序参数辨识模型,并基于线路两侧零序电压、电流相量数据构建了单回线/同杆并架双回线线路方程,对方程进行虚实部解耦,形成传统最小二乘辨识模型所需线性关系;其次,将结合期望和标准差的中位数估计的自适应"三段式"IGG(Institute of GeodesyGeophysics,Chinese Academy of Sciences)抗差最小二乘法应用于零序参数辨识,其可自动将量测数据划为保权的正常数据、降权的可疑数据和弃用的淘汰数据,实现不同误差情况下的自适应抗差辨识;再次,采用单相跳闸后至重合闸成功之前这一时段的数据完成输电线路零序参数在线辨识,并给出了适应单回线和双回线的零序参数辨识方案;最后,仿真验证了所提方案的抗噪及抗差能力,并通过采用PMU实测数据的实际单回线、同杆并架双回线零序参数辨识,说明了文中方法的工程实用性。     

基于PMU量测的线路参数辨识算法

利用PMU量测数据具有严格时间同步、均匀发送的特点,基于PI型等值电路模型,提出一种新的线路参数辨识方法。该方法以线路两端测量的电压和电流相量为基础,利用最小二乘算法实现线路参数的最小偏差辨识,理论分析和实际算例表明了该方法的可行性。对影响辨识精度的主要误差源进行了分析,并给出了一种实用的坏数据剔除方法,可进一步提高数据辨识的精度;亦对如何利用线路量测的残差分析结果指导状态估计中的权重系数设置进行了详细讨论。与传统方法相比,基于PMU量测的参数辨识方法具有灵活、简便、可重复和连续执行的优点,具有较高的实用价值。     

基于窗口滑动总体最小二乘法的输电线路参数辨识

输电线路参数的准确度与电力系统稳定运行密切相关,而广域测量系统的发展为利用PMU实测数据获取线路参数提供了新的途径.提出基于滑动窗口总体最小二乘的线路参数辨识算法,该方法对PMU数据采取窗口滑动处理,将目标函数变为窗口误差平方和最小,因而抗噪声能力较强;同时,对于大量辨识结果的可信度分别进行核密度估计和点估计,以获取参数辨识值的统计结果.仿真分析表明,该方法与单时刻辨识相比在含噪声环境下仍然能够保持较高的准确性与稳定性.某电网500kV线路实测PMU数据计算结果也验证了该方法的有效性和准确性.     

基于中位数估计和相分量模型的输电线路序参数在线抗差辨识

实测相量测量单元(PMU)数据中存在随机噪声和不良数据,造成线路正序和零序参数辨识精度降低,故而会导致状态估计合格率低等问题,从而影响电力系统调度运行。针对上述问题,提出了一种基于PMU数据、线路相分量模型和中位数估计的输电线路正序和零序参数在线抗差辨识方法。该方法仅需多次正常运行时三相不平衡下的线路双端PMU相电压、相电流量测数据,并利用相分量模型实现正序和零序参数同时辨识,利用中位数抗差减少数据量需求。具体地,建立了线路三相参数的π型等值相分量模型,基于最小二乘法推导了获得其参数的辨识方法;应用结合中位数估计的抗差最小二乘法进行辨识,该方法可避免极端值和大部分量测中粗差对辨识结果的影响;利用仿真及实测数据验证了所提方法的有效性以及算法的抗噪和抗差能力。     

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。     

基于IGG准则的抗差最小二乘输电线路参数辨识

针对实测数据中会存在粗差而传统最小二乘不具备抗差能力,本文将IGG(Institute of GeodesyGeophysics,Chinese Academy of Sciences)抗差方法应用到输电线路参数辨识中,提出了基于IGG准则的抗差最小二乘的输电线路参数辨识方法。具体的,本文在介绍基于双端PMU(Phasor Measurement Units)数据的线路线性数学模型和相应的最小二乘辨识的基础上,通过对目标函数的改造,引入基于IGG法的抗差准则,即对有效的观测信息保权,对可利用观测信息降权,对有害观测信息拒绝,从而使得改造后的最小二乘方法具备了较强的抗差能力。基于PSCAD仿真数据的测试验证了本文方法的有效性、抗噪能力及抗差能力;基于实测PMU数据的运行参数辨识结果表明了本文方法的实用性。     

一种基于SCADA量测的线路动态参数辨识方法

为了满足电网海量线路量测数据实时动态参数辨识需求,文中提出了辨识软件自动获取线路实时量测数据进行动态参数的方法。利用输电线路模型推导了基于SCADA量测的输电线路参数辨识的数学表达式,建立了线路参数辨识模型。设计了辨识软件与EMS系统数据转发接口,以及线路建模方案。动态参数辨识在山东郓城县电网应用结果表明,所提方法有效改善了线路参数的准确度,提升了郓城电网状态估计合格率,具有较高的推广应用价值。     

PMU小扰动信号下的综合负荷模型参数辨识方法

电力系统日常运行过程中时刻存在类似噪声的小扰动信号，利用小扰动信号开展负荷参数辨识可解决传统总体测辨法无法处理的负荷时变性和分布性难题。基于PMU实测小扰动信号提出一种“Z+IM”综合负荷模型参数辨识方法。该方法采用PMU量测数据滚动识别框架，滚动识别主要包括数据处理和负荷参数辨识两个步骤。首先，针对PMU量测小扰动信号的特点，通过厂站初筛、预处理、可辨识集粗筛和去噪等步骤得到较为优质的PMU小扰动数据集。然后，基于预报误差思想通过两阶段辨识策略辨识负荷时变参数、电磁参数和机电参数。所提方法得到的负荷参数无需折算可直接应用于PSASP、BPA等国内主流仿真程序，具有实际工程应用价值。最后，算例通过3机9节点系统仿真和湖南实际电网验证所提方法的有效性和鲁棒性。     

基于改进无迹卡尔曼滤波的短线路同杆并架双回线参数辨识

由于短线路同杆并架双回线通常不采用换位架设,存在线路参数不对称以及参数难以估计的问题。针对该问题,提出了一种基于改进无迹卡尔曼滤波法的短线路同杆并架双回线的参数辨识方法。首先根据短线路同杆并架双回线的特点,建立对应的阻抗模型、导纳模型和量测方程。然后根据量测误差修正量,在线校正量测值和误差方差阵补偿量测噪声。相比于其他参数辨识方法,所提方法考虑了短线路参数不对称性,因此更符合电网实际运行情况,且引入了量测误差修正量能够进一步提高参数辨识精度和稳定性。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于多源数据多时间断面的配电网线路参数估计方法

基于可大规模部署的微型同步相量测量单元(μPMU),分析现阶段多种量测体系的特点,提出基于多源数据多时间断面的配电网线路参数估计方法,既利用μPMU采样快速性进行多时间断面量测数据融合,又利用μPMU的精确时标进行同一时间断面上的数据对齐,将多时间断面的μPMU、数据采集与监控、高级量测体系量测数据联合建立量测方程,在满足相互独立条件时开展最小二乘法参数估计。针对配电网典型的主干/分支接线模式构建参数估计模型,通过IEEE 33节点配电网仿真算例分析多种量测配置情况下的应用场景,结果证明了所提方法的有效性。     

An adaptive PMU based fault detection/location technique fortransmission lines. II. PMU implementation and performance evaluation

Part I of this paper set sets forth theory and algorithms for adaptive fault detection/location technique, which is based on phasor measurement unit (PMU). This paper is Part II of this paper set, A new timing device named “Global Synchronism Clock Generator, GSCG” including its hardware and software design is described in this paper, Experimental results show that the synchronized error of rising edge between the two GSCGs clock is well within 1 ps when the clock frequency is below 2.499 MHz. The measurement results between Chung-Jeng and Chang-Te 161 kV substations of Taiwan Power company by PMU equipped with GSCG is presented and the accuracy for estimating parameters of line is verified. The new developed DFT based method (termed as smart discrete Fourier transform, SDFT) and line parameter estimation algorithm are combined with PMU configuration to form the adaptive fault detector/locator system. Simulation results have shown that SDFT method can extract exact phasors in the presence of frequency deviation and harmonics, The parameter estimation algorithm can also trace exact parameters very well, The SDFT method and parameter estimation algorithm can achieve accuracies of up to 99.999% and 99.99%, respectively. The EMTP is used to simulate a 345 kV transmission line of Taipower System. Results have shown that the proposed technique yields correct results independent of fault types and is insensitive to the variation of source impedance, fault impedance and line loading. The accuracy of fault location estimation achieved can be up to 99.9% for many simulated cases, The proposed technique will be very suitable for implementation in an integrated digital protection and control system for transmission substations     

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。     

基于正交多项式拟合的PMU现场测试参考值计算方法

为给现场运行的同步相量测量装置(phasor measurement unit,?PMU)性能分析提供准确的相量参考值,保证其数据质量,提出了基于正交多项式拟合的高精度相量测量方法。该方法利用Legendre多项式的正交性特点,对信号模型进行Legendre多项式拟合,以此来构建一种基于Legendre多项式的正交拟合相量模型。在此基础上,通过分析对比不同拟合参数求解方法的复杂度,提出了基于Cholesky分解的相量参考值计算方法,为非线性拟合参数求解计算量大的问题提供一种新的解决方法,并通过迭代修正来保证测量精度。进一步地,根据分析揭示的最优窗长和拟合阶数,实现算法的高精度测量和高效率计算。仿真与硬件测试表明,测量精度均满足标准要求10倍及以上,可在硬件中实时稳定运行,并为PMU现场测试校准提供参考值。     

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。     

基于等式方程直接求解的支路参数抗差估计方法

提出了一种基于等式方程直接求解的支路参数抗差估计方法.首先基于输电线路和双绕组变压器两端相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)或监控与数据采集(supervisory control and data acquisition,SCADA)装置的单时段量测信息,推导了直接求解支路参数的等式方程.然后借鉴文献[18]三绕组变压器参数的抗差估计方法,计算支路参数的多时段均值并以其作为最终的参数估计值.由于采用等式方程直接求解支路参数,计算公式简单直观且避免了传统方法的数值稳定性问题,因此该方法更加实用有效.基于 IEEE 39系统的算例验证了文中方法的有效性