[发明专利]一种适用于大电网分析的小水电机群动态等值方法

摘要

本发明公开了一种适用于大电网分析的小水电机群动态等值方法，通过同调性判别保证了等值区域即小水电机群内的小水电机组严格同调，采用灵敏度分析区分关键参数与非关键参数，并充分利用多PMU多故障信息中包含的系统特征，提高动态等值模型对真实小水电机群的解释能力，对待辨识参数进行差异性辨识，有效消除动态等值模型存在多解的问题，从而有效提高小水电机群动态等值模型的准确性和鲁棒能力。

主权项

1.一种适用于大电网分析的小水电机群动态等值方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、采用时域仿真判别方法，对需要进行等值的小水电机群进行同调性判别，如果小水电机群内的小水电机组不完全同调时，则按照同调性判据对小水电机群内的小水电机组进行分群，直到每一分群内的机组满足同调性要求；(2)、对满足同调性要求的小水电机群，建立小水电机群动态等值模型；(3)、采用相对轨迹灵敏度对动态等值模型参数进行灵敏度分析，选出对小水电机群动态特性有影响的待辨识参数作为关键参数，其余的待辨识参数为非关键参数：3.1)、定义小水电机群动态等值模型与大电网连接的母线为系统等值母线；3.2)、选取系统等值母线处的有功、无功功率作为观测轨迹变量，求取待辨识参数θ_h的有功、无功相对轨迹灵敏度TSP_h、TSQ_h：其中，为有功功率轨迹y_P在第k个采样点对于待辨识参数θ_h的偏导数，y_P0为有功功率轨迹y_P的稳态值，为无功功率轨迹y_Q在第k个采样点对于待辨识参数θ_h的偏导数，y_Q0为无功功率轨迹y_Q的稳态值，θ_h0为待辨识参数θ_h的标准值，K为采样点数，h为待辨识参数的序号，h＝1,2,…,H，H为待辨识参数的数量；将待辨识参数θ_h的有功、无功相对轨迹灵敏度TSP_h、TSQ_h相加，得到待辨识参数θ_h的综合轨迹灵敏度；设定一关键参数选择阈值，如果综合轨迹灵敏度大于设定阈值的待辨识参数定为关键参数，其余参数定为非关键参数；(4)、基于多PMU多故障信息，应用统计学理论和信息熵方法，提取更能反映小水电机群动态特性的多PMU多故障特征：4.1)、多PMU多故障信息选取选取典型故障条件下包括等值母线在内的系统重要母线有功、无功功率作为小水电机群动态等值的误差评价指标即EEI；4.2)、应用统计学理论和信息熵方法，提取多PMU多故障特征多PMU多故障特征提取即为所选取的EEI在等值模型参数辨识目标函数中的权重确定过程：4.2.1)、根据小水电机群总额定容量及负荷的总额定容量，给出等值模型待辨识参数的理论值；在理论值的10％到理论值的200％范围内，随机产生多组待辨识参数组合，在不同故障条件于等值模型中重现PMU记录的历史故障事件，据此，可得不同待辨识参数组合在不同故障条件下与PMU实测数据的误差矩阵E为：其中，i为故障编号，i＝1,2,…,I，I为故障数，j为同一故障条件下由PMU记录的EEI编号，j＝1,2,…,J，J为EEI数目，l为随机生成的待辨识参数组编号，L待辨识参数组数，为在第l样本中，在i故障条件下第j个EEI的误差(等值模型仿真值与PMU实测数据均方根误差)，为第l个样本中第j个EEI在i故障条件下等值模型仿真值与PMU实测数据在t时刻(t个采样点)的差值，T为采样点数；在误差矩阵E中，每一列代表一个EEI，每一行代表在一次参数辨识过程中所用到的全部EEI；4.2.2)、将各EEI进行负向指标标准化：其中，l＝1,…,L；4.2.3)、计算第i个故障、第j个EEI在样本l中的比重：4.2.4)、计算第i个故障、第j个EEI的信息熵：其中，g＝1/ln(L)是一个与样本数L有关的常数，以便使得信息熵Ent_m∈[0,1]；4.2.5)、计算信息熵的冗余度：d_ij＝1‑Ent_ij4.2.6)、计算第i个故障、第j个EEI的权重：将e_ij乘以各自权重ω_ij并相加，即可获得更能反映大电网动态特性的多PMU多故障特征C：(5)、基于多PMU多故障特征对关键参数和非关键参数进行差异性辨识，建立动态等值模型。