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专利号: 2020103010265
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于类噪声扰动的电网惯量常态化连续估计方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:通过电网各母线频率特性分布,将电网划分为几个区域电网,并测取各个区域负荷增量、联络断面功率增量以及区域频率偏差;

步骤2:通过各区域的负荷增量、联络断面功率增量,求取其对应的等效电磁功率,并采用移动数据窗,将待估计时间段内的有功-频率数据分段;

步骤3:对每一段有功-频率数据,采用OE模型分范围选阶辨识,得到拟合度高的OE模型组;

步骤4:基于电网频率响应模型中电网惯量的特性,从步骤3的OE模型组中提取得到惯量估计样本;

步骤5:结合步骤4所获得的惯量估计样本,剔除离群值后,取均值作为该待估计时段的惯量;

步骤6:根据步骤5求取各区域惯量后,结合各区域容量信息,估计出全网惯量,进而实现电网惯量常态化估计。

2.根据权利要求1所述基于类噪声扰动的电网惯量常态化连续估计方法,其特征在于:所述步骤1中,通过电网各母线频率特性分布,聚类划分几个区域电网,以此作为惯量估计对象。

3.根据权利要求1所述基于类噪声扰动的电网惯量常态化连续估计方法,其特征在于:所述步骤2中,根据步骤1中获取的负荷增量以及联络断面功率增量,求取区域等效电磁功率,其关系式如下:ΔPe=ΔPL+ΔPcut

式中:ΔPe为区域等效电磁功率,ΔPL为区域内负荷扰动,ΔPcut为联络断面功率增量,并对待估计时间段内的有功-频率数据,采用移动窗进行分段。

4.根据权利要求1所述基于类噪声扰动的电网惯量常态化连续估计方法,其特征在于:所述步骤3中,OE模型如下式所示:

式中,B(q)=b0+b1q-1+…+bnbq-nb,F(q)=1+f1q-1+…+fnfq-nf,y(t)、u(t)、e(t)分别为系统输出、系统输入、零均值白噪声,nb、nf分别为B(q)、F(q)的阶次,nk为输入-输出延迟,nk通常取1,q为后移算子;OE模型的阶次为待辨识参数的数量,因此OE模型的阶次为B(q)、F(q)多项式项数,即n=nb+1+nf;以赤池信息量准则AIC分阶数范围搜索拟合度高的多种模型结构来描述每一段的动态过程,从而得到OE模型组。

5.根据权利要求1所述基于类噪声扰动的电网惯量常态化连续估计方法,其特征在于:所述步骤4中,基于电网频率响应模型中电网惯量特性的参数辨识方法如下:首先,将步骤3得到OE模型组都转换成连续传递函数,其形式如下:其中,k0、…、kn-1、l0、…、ln-1均为传递函数模型系数,s为传递函数的复变量;

同时,小扰动下区域电网等值频率响应模型:

其中,Heq,Δf,ΔPm,△Pe,Deq分别为区域等值惯量,区域频率偏差,等值机机械功率增量,等值机电磁功率增量和等值阻尼;

由于一次调频死区的存在,ΔPm在发生小扰动时为零;此时等值频率响应模型为:根据初值定理,得下述关系:

因此,根据步骤3得到的OE模型组,能够辨识得到待估计时间段内的惯量估计样本,剔除惯量估计样本中的离群值后,取均值即可得到惯量。

6.根据权利要求1所述基于类噪声扰动的电网惯量常态化连续估计方法,其特征在于:所述步骤5中,利用绝对离差中位数MAD算法,剔除多分段惯量估计样本中的离群值,再取均值作为估计时段内的最终结果,MAD是对单变量数据的样本偏差的一种鲁棒性测量,对应电网惯量单变量数据集H1,H2,…,Hn,MAD定义为数据点到中位数的绝对偏差的中位数:MAD=median(|Hi-median(H)|)                      (7)其中,median(H)表示H数据样本集的中位数,MAD表示数据与中位数之间残差的中位数;当满足下式时,Hi样本为离群值:其中,kc为比例因子常数,取决于样本分布类型,假设H值服从正态分布,kc=1.4826;c为比例常数,取c=2,对应正态分布取95%置信区间。

7.根据权利要求1所述基于类噪声扰动的电网惯量常态化连续估计方法,其特征在于:所述步骤6中,全网惯量计算方法如下:

根据惯量估计方法,估计出各区域惯量,结合下式,得到全网惯量连续估计:其中,i表示1天中各时段, 为全网等效惯量估计, 分别为第1,2…m个区域的等效惯量估计, 分别为第1,2…m个区域的在线容量。