基于pmu数据的单回输电线路零序参数抗差辨识方法
【专利摘要】一种基于PMU数据的输电单回输电线路抗差零序参数辨识方法：首先,根据单回输电线路的三相不对称运行状态，经对称分量变换，得到单回输电线路的零序等值模型，进而以单回输电线路两端的零序电压及电流分量建立零序参数辨识的数学方程；其次，在电网不对称运行状态下，根据单回输电线路两端装设的PMU所测量到的三相不对称电压电流相量，经对称分量变换，得到单回输电线路两端的零序电压及电流分量；第三，根据Huber抗差估计理论及所建立的零序参数辨识的数学方程，建立基于Huber估计的抗差目标函数；最后，根据所得到的单回输电线路两端的零序电压及电流分量和所建立的抗差目标函数，用matlab的fmincon函数进行参数辨识，得到单回输电线路的零序参数。
【专利说明】基于PMU数据的单回输电线路零序参数抗差辨识方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于PMU数据的单回输电线路零序参数抗差辨识方法。
【背景技术】
[0002]输电线路的参数是电力系统计算及运行控制的基础数据，如潮流计算、状态估计、故障分析、保护整定等，不准确的线路参数会影响到电力系统安全、稳定及经济运行。
[0003]输电线路的零序参数事关电力系统继电保护的整定计算，但相较于正序参数，零序参数受外在因素的影响更大，如接地电阻率、等值深度、导线布局等，精确理论计算零序参数几乎是不可能的。因此，我国继电保护规程规定零序参数必须实测。然而，随着输电网规模越来越大，平行线路的增多，采用以往的停电测量方法逐条停电测量线路的零序参数费时费力，也会影响到电网的正常运行和供电的可靠性；此外，输电线路参数受各种随机因素及老化的影响，也在缓慢变化，也有必要定期实测输电线路参数。鉴于此，有必要利用新的技术手段代替传统方法实现对输电线路零序参数的测量。
[0004]基于全球定位系统(GPS)的相量测量单元(PMU)的出现,为单回输电线路零序参数的在线辨识提供了一个新的数据来源和有效平台。PMU能以更高精度、更高采样频率、更好的同步性实时记录电网各种不对称运行状态信息；若单回输电线路两端均装设了 PMU，则在电网不对称运行状态下，根据PMU测量到的单回输电线路两端的三相不对称电压、电流相量，通过对称分量变换提取出相应的零序电压、电流分量，进而可实现零序参数的在线辨识。
[0005]然而，PMU数据也不可避免地存在随机量测误差，更严重的是在数据测量、传输及存储等过程中由于各种随机因素的影响，PMU数据中会出现各种坏数据。若PMU数据不加处理即使用，坏数据(粗差)的存在必会对零序参数的辨识产生不利影响，使得辨识值不可信；但从海量的PMU数据中剔除各种坏数据是很困难的，最有效的方法是使用具有抗差能力的参数辨识方法。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题，就是提供一种基于PMU数据的单回输电线路零序参数抗差辨识方法，该方法可操作性强，易于实施，且辨识得到的零序参数更接近实际值，更加可信，并具有很强的抗差能力。
[0007]解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0008]一种基于PMU数据的单回输电线路零序参数抗差辨识方法，其特征是包括以下步骤:
[0009]步骤1:在单回输电线路两端装设相量测量单元PMU，测量单回输电线路两端的三相不对称电压、电流相量；
[0010]步骤2:在电网不对称运行状态下，根据PMU所测量到的单回输电线路两端的三相不对称电压、电流相量，经对称分量变换，得到单回输电线路两端的零序电压及电流分量；[0011]在忽略对地零序电容条件下，单回输电线路首末端的零序电压、电流满足如下零序电流方程:
【权利要求】
1.一种基于PMU数据的单回输电线路零序参数抗差辨识方法，其特征是包括以下步骤: 步骤1:在单回输电线路两端装设相量测量单元PMU，测量单回输电线路两端的三相不对称电压、电流相量； 步骤2:在电网不对称运行状态下，根据PMU所测量到的单回输电线路两端的三相不对称电压、电流相量，经对称分量变换，得到单回输电线路两端的零序电压及电流分量； 在忽略对地零序电容条件下，单回输电线路首末端的零序电压、电流满足如下零序电流方程:
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(1)； 其中，Zci=RfjXci为零序等值阻抗，Rtl为零序等值电阻，Xtl为零序等值电抗，U分别表示线路两端零序电流相量，Um0, Lfn0分别表示线路两端零序电压相量； 将首末端的零序电流方程分别按实部和虚部展开，得到单回输电线路的零序等值模型的数学方程组:
r Lm ] (Umn cos — Uan cos θωΜ Uan sin θαΛ} — Umn sin θ_,、) ,?O/ _ ^mO S*n ^hmO — ^nQ hi)C0SCOSif
Km Un() cosOun0 — Um0 cos0mM Um0 sinθιιιη0 — Vnl) sin0jmi) J
L ^bOI J I ^bO ^tfiO ~ `"'?O ^umQ ^nO C0SC0S ho )
(2)； 其中，ImOE> ImOI分别表不单回输电线路一端零序电流相量的实部与虚部，Ιη(?，InOI分别表不单回输电线路另一端零序电流相量的实部与虚部；Umtl, Untl, Qumtl, θ —分别表不单回输电线路两端零序电压相量的幅值与相角；g(l，b0分别表示1/?的实部与虚部,Ztl为单回输电线路的零序等值阻抗； 进一步将式(2)写为矩阵形式为:
Ax= β
(3)； 其中，矩阵A为式⑵中电压相量组成的系数矩阵，向量β为式(2)中电流相量组成的常数项，X为待辨识参数向量； 考虑到PMU数据会存在随机量测误差，公式(3)进一步表示为:
Ax= β + υ
(4)； 其中，υ为方程残差向量； 对于公式(4)所建立的零序参数辨识的数学方程，基于优化的参数辨识方法寻找一个最优的参数矢量使误差目标函数E最小: 基于传统最小二乘方法的目标函数为:
2.根据权利要求1所述的基于PMU数据的单回输电线路零序参数抗差辨识方法，其特征是:所述步骤2的对称分量变换为:
3.根据权利要求1或2所述的基于PMU数据的单回输电线路零序参数抗差辨识方法，其特征是:所述的步骤3中的C值取1.5。
【文档编号】G01R31/00GK103869184SQ201410047806
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年2月11日 优先权日:2014年2月11日
【发明者】陈晓科, 赵艳军, 杨汾艳, 孙闻, 盛超, 毕天姝, 唐景星, 王玲, 付聪, 张跃, 曾杰, 王钤, 薛安成, 黄梓华, 张兆阳, 安然然, 罗航, 张健, 张远, 王奕, 胡玉岚, 张俊峰, 陈锐, 马明 申请人:广东电网公司电力科学研究院
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