一种电力线路参数准确度的测定方法
【专利摘要】本发明属于电力系统参数辨识【技术领域】，涉及一种数据误差影响电力线路参数准确度的测定方法，先根据电力传输线路等值电路的参数确定其对PMU数据灵敏度的影响，然后判定线路参数对PMU数据误差的敏感性并给出参数准确度的计算方法，通过数据误差增量与参数偏离量之间的数量关系，判断每一个数据对电力线路参数的定量影响程度，改善实测PMU数据质量并提高参数辨识的准确率；其设计原理可靠，判定工艺科学性强，准确度高，定量精确，应用范围广，测算效率高。
【专利说明】一种电力线路参数准确度的测定方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于电力系统参数辨识【技术领域】，涉及一种数据误差影响电力线路参数准 确度的测定方法，特别是一种在PMU(同步相量测量单元）数据产生误差情况下测定电力线 路辨识参数偏离准确值的方法。
【背景技术】：
[0002] 均匀传输线路等值电路参数的准确性与电力系统潮流分析、状态估计、故障定位、 继保整定、暂态与动态稳定性计算等应用功能直接相关，随着电力系统中广域测量系统的 发展以及PMU的广泛应用，从实测PMU数据辨识电力系统模型参数是获取参数实际值的有 效途径，实测PMU数据能给出电压相量、电流相量的有效值/幅值与相角，具有较高的精度， 在均勾传输线两端某一时刻PMU数据的电压相量与电流相量已知情况下，可以辨识出传输 线型等值电路的参数。
[0003] 传输线路辨识参数的准确度受PMU数据质量的影响，PMU数据质量不稳定有多个 方面的原因：一是电力系统中出现次同步振荡、低频振荡等故障导致所测数据不能反映系 统的正常运行状况；二是数据测量与处理环节中的量测互感器、数字采样、傅立叶变换、数 字滤波等各个环节出现误差，使得用于参数辨识的数据不同于实际数据。PMU数据误差导致 所辨识的传输线参数偏离准确值，使状态估计、潮流分析、线损计算等与实际运行状况不相 吻合，对电力系统的分析、控制产生不利的影响。如果要使线路参数的偏差控制在一定数值 范围之内，就要对用于参数辨识的PMU数据质量提出要求，因而需要分析PMU数据误差与所 辨识参数偏差间定量关系。
【发明内容】
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[0004] 本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求一种数据误差影响电力传输线 路参数准确度的测定方法，针对PMU数据中的电压和电流相量有效值测量误差、相角测量 误差，给出合理的数据误差指标，以灵敏度表示数据误差对电力线路参数准确度的影响，以 便得到定量的测定结果。
[0005] 为了实现上述目的，本发明先根据电力传输线路等值电路的参数确定其对PMU数 据灵敏度的影响，然后判定线路参数对PMU数据误差的敏感性并给出参数准确度的计算方 法，具体包括以下步骤：
[0006] (1)选择电力传输线路为均匀传输线的型等值电路模型，确定待辨识的导纳和 阻抗参数，其中导纳由电纳与容纳并联构成，阻抗由电阻与电抗串联构成；
[0007] (2)以均匀传输线某一时刻的输入端与输出端实测PMU电压相量、电流相量为基 础，根据基尔霍夫电流定律、电压定律，分别计算确定对应此时刻的导纳与阻抗参数准确 值；
[0008] (3)在确定导纳与阻抗参数准确值的过程中，先把电压和电流相量分别表示为实 部与虚部的组合形式，其中实部为电压、电流有效值与相角余弦之积，虚部为电压、电流有 效值与相角正弦之积；再进行导纳与阻抗参数的变换与化简，分成实部与虚部，电纳与容纳 分别对应于导纳的实部与虚部，电阻与电抗分别对应于阻抗的实部与虚部；
[0009] (4)使电纳、容纳、电阻和电抗四个线路参数均为输入端电压有效值、输入端电压 相角、输入端电流有效值、输入端电流相角、输出端电压有效值、输出端电压相角、输出端电 流有效值和输出端电流相角八个变量的函数，将所述四个线路参数分别对八个变量求偏导 数得到绝对灵敏度，进而转化为相对灵敏度；
[0010] (5)使PMU数据误差体现为有效值误差与相角误差，有效值或相角误差用增量表 示，增量与参数所对应的相对灵敏度乘积即为有效值或相角误差引起参数偏离准确值的变 化量，从而确定数据误差影响电力传输线路参数准确度的定量关系。
[0011] 本发明在实施过程中，当某个电压相量或电流相量出现误差时，其有效值与相角 同时出现因误差而引起的增量，有效值增量与相角增量分别引起参数偏离量之和则为相量 误差引起参数偏离准确值的变化量；若多个电压相量、电流相量出现误差时，各相量增量分 别引起参数偏离量之和则为多个相量误差引起参数偏离准确值的变化量。
[0012] 本发明与现有技术相比，通过数据误差增量与参数偏离量之间的数量关系，判断 每一个数据对电力线路参数的定量影响程度，改善实测PMU数据质量并提高参数辨识的准 确率；其设计原理可靠，判定工艺科学性强，准确度高，定量精确，应用范围广，测算效率高。
【专利附图】
【附图说明】：
[0013] 图1为本发明实施例涉及的均匀传输线两端各相量正方向原理示意图。
[0014] 图2为本发明实施例涉及的均匀传输线π型等值电路原理示意图。
[0015] 图3为本发明实施例涉及的参数实部与虚部分开的π型等值电路原理示意图。
【具体实施方式】：
[0016] 下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。
[0017] 实施例：
[0018] 本实施例作为一个实测判定的具体案例，实施时，先对均匀传输线参数辨识，图1 为标出均匀传输线路入端电压相量A、电流相量^与输出端电压相量A、电流相量A正方 向的示意图；在电力系统中，均匀传输线常使用图2所示的π型等值电路，其中Y为导纳、 Z为阻抗，均匀传输线模型用下式表示：
[0019]
【权利要求】
1. 一种电力线路参数准确度的测定方法，其特征在于先根据电力传输线路等值电路的 参数确定其对PMU数据灵敏度的影响，然后判定线路参数对PMU数据误差的敏感性并给出 参数准确度的计算方法，具体包括以下步骤： (1)选择电力传输线路为均匀传输线的n型等值电路模型，确定待辨识的导纳和阻抗 参数，其中导纳由电纳与容纳并联构成，阻抗由电阻与电抗串联构成； ⑵以均匀传输线某一时刻的输入端与输出端实测PMU电压相量、电流相量为基础，根 据基尔霍夫电流定律、电压定律，分别计算确定对应此时刻的导纳与阻抗参数准确值； (3) 在确定导纳与阻抗参数准确值的过程中，先把电压和电流相量分别表示为实部与 虚部的组合形式，其中实部为电压、电流有效值与相角余弦之积，虚部为电压、电流有效值 与相角正弦之积；再进行导纳与阻抗参数的变换与化简，分成实部与虚部，电纳与容纳分别 对应于导纳的实部与虚部，电阻与电抗分别对应于阻抗的实部与虚部； (4) 使电纳、容纳、电阻和电抗四个线路参数均为输入端电压有效值、输入端电压相角、 输入端电流有效值、输入端电流相角、输出端电压有效值、输出端电压相角、输出端电流有 效值和输出端电流相角八个变量的函数，将所述四个线路参数分别对八个变量求偏导数得 到绝对灵敏度，进而转化为相对灵敏度； (5) 使PMU数据误差体现为有效值误差与相角误差，有效值或相角误差用增量表示，增 量与参数所对应的相对灵敏度乘积即为有效值或相角误差引起参数偏离准确值的变化量， 从而确定数据误差影响电力传输线路参数准确度的定量关系。
2. 根据权利要求1所述电力线路参数准确度的测定方法，其特征在于一个电压相量或 电流相量出现误差时，其有效值与相角同时出现因误差而引起的增量，有效值增量与相角 增量分别引起参数偏离量之和则为相量误差引起参数偏离准确值的变化量；若多个电压相 量、电流相量出现误差时，各相量增量分别引起参数偏离量之和则为多个相量误差引起参 数偏离准确值的变化量。
【文档编号】G01R31/00GK104483577SQ201410816564
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月24日 优先权日:2014年12月24日
【发明者】王茂海, 牛四清, 张哲 , 吴新振 申请人:国家电网公司华北分部, 青岛大学