CN106383287B - 通过提高数据同步性提升电网稳定断面测量精度的方法 - Google Patents

Abstract

通过提高数据同步性提升电网稳定断面测量精度的方法，其特征在于包括如下步骤：1)获得稳定断面组成节点的一段时间序列的测量值，测量值包括电压幅值、电流幅值以及功率值；2)获得距离稳定断面组成节点较近的PMU的一段时间序列的测量值，测量值包括电压幅值、电流幅值以及功率值；3)计算普通测量z_s和PMU测量z_w相关系数矩阵ρ_sw；4)依据相关系数矩阵ρ_sw，求解测量集合的基准测量时刻t；5)根据基准测量时刻t可以得出较为精确的输电网稳定断面测量数值。本发明的有益效果为：本发明通过将测量数据进行同步，减少输电网断面测量的误差，为电网安全稳定分析提供相对准确的数据，进而减少电网稳定控制措施预留的裕度，提高电网利用率。

Description

通过提高数据同步性提升电网稳定断面测量精度的方法

技术领域

本发明涉及一种提升电网稳定断面测量精度的方法，特别是一种通过提高数据同步性提升电网稳定断面测量精度的方法。

背景技术

输电网稳定断面测量是电力系统安全稳定的基础，电力系统关于输电断面的控制依赖稳定断面测量的精确程度。输电网稳定断面测量的实质是一部分测量量的集合，决定断面测量精度的因素不仅仅是测量装置的精度，众多测量量时间维度上的同步性也是决定性因素之一。本发明统计测量装置测量延时分布特性，依托输电网个别测量点装设的PMU，对断面测量量数据集合进行时间维度上的同步，提高输电网稳定断面测量的精度，提升电网稳定控制精益化程度，实现电网可靠经济运行。

发明内容

本发明提供一种通过提高数据同步性提升电网稳定断面测量精度的方法，解决了输电网断面测量存在误差，电网安全稳定分析数据不准确等问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

通过提高数据同步性提升电网稳定断面测量精度的方法，包括如下步骤：

1)获得稳定断面组成节点的一段时间序列的测量值，测量值包括电压幅值、电流幅值以及功率值；

2)获得距离稳定断面组成节点较近的PMU的一段时间序列的测量值，测量值包括电压幅值、电流幅值以及功率值；

3)计算普通测量z_s和PMU测量z_w相关系数矩阵ρ_sw；

4)依据相关系数矩阵ρ_sw，求解测量集合的基准测量时刻t；

5)根据基准测量时刻t可以得出较为精确的输电网稳定断面测量数值。

其中，所述的相关系数矩阵ρ_sw的计算过程如下：

测量精度由装置的测量精度和数据同步偏差两部分因素决定：

ε＝e_t+e_m (1)

式(1)中，ε为测量数据的整体误差，e_t为时间同步性引起的误差，e_m为装置测量误差；e_t的数值由被测量的变化率和与基准时刻的偏差两部分因素决定：

e_t＝kt_d (2)

式(2)中k为被测量量的变化率，t_d为测量时刻与基准时刻的偏差；普通测量时延t_d认为服从以下概率密度：

式(3)中，

是t_d的方差，t为基准时刻；由于装置测量误差和同步性误差相互独立，所以整体误差的方差可以表示为：

E[εε^T]＝E[e_me_m ^T]+E[e_te_t ^T]

＝k²E[t_dt_d ^T]+E[e_te_t ^T] (4)

式(4)中，k²E[t_dt_d ^T]为同步性误差方差

E[e_te_t ^T]为装置测量误差方差

测量在短时间内，衡量不同测量信号在时域上的同步关系的常用方法是求取不同测量的相关系数：

式(5)中，ρ_sw为普通测量z_s和PMU测量z_w相关系数；t₁为当前普通测量的时刻，因为普通测量彼此时刻互不统一并且没有时标，t₁数值未知；t₂为当前PMU测量序列的截止时刻；τ为当前PMU测量序列的时间序列。

C为互协方差函数，其表达式如式(6)：

式(6)中，μ_s和μ_w分别为z_s和z_w的一段时间内的均值。

其中，所述的R_sw为测量z_s和z_w互相关系函数，表达式如式(7)：

R_sw(t₁,t₂)＝E{z_s(t₁)[z_w(t₂)]^T} (7)

ρ_sw(t₁,t₂-τ)是一系列按时间顺序排列的PMU测量向量与普通测量向量的相关系数矩阵。

其中，相关度最高的列向量所对应的PMU测量时刻，即是普通混合测量系统的当前基准测量时刻：

ρ_sw(t₁,t₂-τ_t)＝max[ρ_sw(t₁,t₂-τ)] (8)

t＝t₂-τ_t (9)

式(8)和(9)中，τ_t为相关度最高列其所对应的时刻；t为测量集合的基准测量时刻；装置测量误差已知，要得到整体误差，首先要得到时间同步性引起的误差。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过将测量数据进行同步，减少输电网断面测量的误差，为电网安全稳定分析提供相对准确的数据，进而减少电网稳定控制措施预留的裕度，提高电网利用率。不仅提高了电网安全稳定分析的精确度，也可以在一定程度上缓解电网输电阻塞，节省电网建设上的投资。

附图说明

图1是本发明系统负荷变化曲线图。

图2是图1中系统在区域Ⅰ时的稳态系统断面测量对比图。

图3是图1中系统在区域Ⅱ-Ⅳ时的动态系统断面测量对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1-3所示，通过提高数据同步性提升电网稳定断面测量精度的方法，稳定断面数据由5个测量点组成，具体数值见表1，表1为选取的5个测量点的稳定断面数据，数据刷新频率设置为10帧/min，测量值服从标准差为0.02、误差均值为0的正态分布；其测量延时服从标准差为0.1s、均值为0.1的正态分布，稳定断面数据的5个测量点的测量变化率如图1所示，图中，CASE-1为没有经过优化的断面测量，CASE-2为经过优化过的断面测量。

表1

Claims (1)

1.通过提高数据同步性提升电网稳定断面测量精度的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)获得稳定断面组成节点的一段时间序列的测量值，测量值包括电压幅值、电流幅值以及功率值；

2)获得距离稳定断面组成节点较近的PMU的一段时间序列的测量值，测量值包括电压幅值、电流幅值以及功率值；

3)计算普通测量z_s和PMU测量z_w相关系数矩阵ρ_sw；

4)依据相关系数矩阵ρ_sw，求解测量集合的基准测量时刻t；

5)根据基准测量时刻t可以得出较为精确的输电网稳定断面测量数值；

所述的相关系数矩阵ρ_sw的计算过程如下：

测量精度由装置的测量精度和数据同步偏差两部分因素决定：

ε＝e_t+e_m (1)

式(1)中，ε为测量数据的整体误差，e_t为时间同步性引起的误差，e_m为装置测量误差；e_t的数值由被测量的变化率和与基准时刻的偏差两部分因素决定：

e_t＝kt_d (2)

式(2)中k为被测量量的变化率，t_d为测量时刻与基准时刻的偏差；普通测量时延t_d认为服从以下概率密度：

式(3)中，

是t_d的方差，t为基准时刻；由于装置测量误差和同步性误差相互独立，所以整体误差的方差可以表示为：

式(4)中，k²E[t_dt_d ^T]为同步性误差方差

E[e_te_t ^T]为装置测量误差方差

测量在短时间内，衡量不同测量信号在时域上的同步关系的常用方法是求取不同测量的相关系数：

式(5)中，ρ_sw为普通测量z_s和PMU测量z_w相关系数；t₁为当前普通测量的时刻，因为普通测量彼此时刻互不统一并且没有时标，t₁数值未知；t₂为当前PMU测量序列的截止时刻；τ为当前PMU测量序列的时间序列；

C为互协方差函数，其表达式如式(6)：

式(6)中，μ_s和μ_w分别为z_s和z_w的一段时间内的均值；

所述的R_sw为测量z_s和z_w互相关系函数，表达式如式(7)：

R_sw(t₁，t₂)＝E{z_s(t₁)[z_w(t₂)]^T} (7)；

相关度最高的列向量所对应的PMU测量时刻，即是普通混合测量系统的当前基准测量时刻：

ρ_sw(t₁，t₂-τ_t)＝max[ρ_sw(t₁，t₂-τ)] (8)

t＝t₂-τ_t (9)

式(8)和(9)中，τ_t为相关度最高列其所对应的时刻；t为测量集合的基准测量时刻；ρ_sw(t₁，t₂-τ)是一系列按时间顺序排列的PMU测量向量与普通测量向量的相关系数矩阵；装置测量误差已知，要得到整体误差，首先要得到时间同步性引起的误差。

Images