[发明专利]一种线路参数未知情形下的PMU时变相角差偏差校正方法

说明书

本专利提出了一种线路参数未知情形下的PMU时变相角差偏差校正方法。由于时间同步问题，输电线路两端的电压相角差可能存在时变偏差，时变偏差将影响PMU的各类应用，此外，由于线路在实际运行时，线路参数真值未知，给相角差校正增加了难度。因此，本发明提出了一种线路参数未知情形下的PMU时变相角差偏差校正方法。具体地，首先根据线路模型，建立了线路两端相角数据与电压相角差之间的关系；其次，基于两个时间断面的PMU数据，建立估计相角差的目标函数；之后，推导电压相角差的近似表达式，并基于该表达式，简化目标函数；最后，基于二分法，对目标函数进行求解。实施例表明，所提方法具有较高的精度。

技术领域

本发明涉及电力系统运行控制保护领域，尤其涉及一种线路参数未知情形下的PMU时变偏差校正方法。

背景技术

同步相量测量单元(PMU)作为“电网之眼”，可以为控制中心提供电压相量，电流相量，有功功率，无功功率以及频率。并具有较多的应用，包括，电力系统控制，状态估计，稳定性评估，以及故障检测等等。因此，PMU的数据质量十分重要。

PMU依靠高精度的GPS/BDS时间信号来保证同步。然而，由于GPS/BDS信号丢失、频率偏差、时间戳偏移、GPS/BDS欺骗攻击和操纵攻击等，PMU数据中可能存在同步性问题，这可能导致线路两端PMU相角差数据存在时变偏差，这将对PMU的应用产生严重影响。目前，提高PMU相角数据精度的工作较多，一般可分为以下三类：基于高精度的PMU校准器校准PMU数据；(2)PMU算法改进；(3)基于电力系统模型的PMU数据校准。

第1类方法需要额外的校准器或测试系统。具体地，将测试信号同时发送给待测PMU 和高精度校准器，然后根据校准器的测量结果对PMU进行校准。显然，这些方法需要额外的校准设备，而且在实际复杂的工作条件下，很难保证PMU和校准器的相位角数据的准确性。

第2类方法改进了PMU算法，这些方法可以修正本地PMU数据的误差，但不能修正不同变电站PMU之间的相位差。

第3类方法基于电力系统模型对PMU相量数据进行校正，该类方法可在不增加设备的情况下对不同变电站PMU的幅值和相角数据进行校正。但现有方法大多假定线路参数已知，并通过电力系统状态估计或线路模型对数据进行修正。然而，由于天气条件、地理环境和老化等因素的影响，线路参数可能会发生变化，导致线路参数真值未知，从而影响这些方法的准确性。

综上，针对PMU的相角差偏差校正，考虑到线路实际运行中参数真值未知，因此需要开发出一种在线路参数真值未知情况下适用的PMU相角差偏差校正方法，来对线路两端PMU相角差数据进行修正。

发明内容

本文提出了一种线路两端相角差偏差校正方法，该方法适用于线路参数真值未知的情形，通过对线路两端相角差进行再估计，校正相角差偏差，具有较高的实用性。本发明的实现技术方案入下：

步骤1：根据线路模型，建立线路两端相角数据与电压相角差之间的关系；

步骤2：基于两个时间断面的PMU数据，建立估计相角差的目标函数；

步骤3：推导电压相角差偏差的近似表达式，简化目标函数；

步骤4：基于二分法求解目标函数，获取电压相角差的估计值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为线路参数的PI型等值模型图；

图2为基于二分法的VPAD估计流程；

图3为PSCAD中建立的单回线模型。

具体实施方式