CN108038279A - 电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法和装置，先通过仿真分别获得风机的电磁暂态恢复特性曲线和机电暂态恢复特性曲线，然后对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果，最后对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果，实现通过电磁暂态恢复特性曲线对风机处于不同工况且电网发生不同故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价。本发明以电网不对称故障下风机的电磁暂态恢复特性曲线为基准，对风机机电暂态恢复过程进行评价，并将风机的机电暂态恢复过程评价结果划分为准确、一般和不准确，为后续评价电网不对称故障下风机的机电暂态恢复特性的修正提供基础。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法和装置。
背景技术
电磁暂态仿真中，计算元件的数学模型通常采用微分方程或者偏微分方程描述，如网络中广泛存在的电容、电感等元件构成的微分方程，对于长线等分布参数元件，其电压和电流之间的关系应由偏微分方程描述。电磁暂态仿真的求解基于A、B、C三相瞬时值表达式和对称矩阵，数学模型描述较为详细具体，通常考虑了元件电磁耦合、非线性以及输电线路的分布参数特征和频率相关性等，求解过程繁琐复杂。另外，因为考虑到电力电子器件的非线性特性，电磁暂态仿真的仿真步长为微秒级，可以模拟电力电子器件的微秒级动态过程。机电暂态仿真中，通常采用基波相量描述，其元件的数学模型主要采用一阶微分方程组，且机电暂态仿真的计算是基于序网络分解理论，将系统相互分解成正序、负序、零序网络后分别求解，只能反映工频或者相近频率范围内系统的运行状况。机电暂态仿真的算法是联立求解电力系统微分方程组和代数方程组，以获得物理量的时域解。机电暂态仿真的仿真步长一般为毫秒级，无法模拟电力电子器件的微秒级动态过程。
由于电磁暂态仿真和机电暂态仿真存在上述区别，且风机中存在大量的电力电子元件，电网发生不对称故障时对风机的暂态仿真中，风机的机电暂态仿真响应曲线与电磁暂态仿真响应曲线之间存在较大的差异，严重影响了电网暂态恢复过程评价的准确性。
现有技术中主要通过与电网实际故障录波曲线对比和通过与风机厂家提供的恢复曲线对比，评价电网不对称故障下的风机的机电暂态恢复过程的准确性。
在电网中存在大量的录波设备，当电网发生不对称故障时，录波设备会自动地、准确地记录不对称故障前后过程的各种电气量的变化情况，并生成相应的曲线。通过仿真模拟电网相同故障下风机的机电暂态恢复过程曲线与录波设备生成的相应曲线进行对比，可以对电网不对称故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价。但是实际电网发生不对称故障是小概率事件，且电网运行的特点也决定不能随便在实际电网上做实验以获取相应的录波曲线，因此通过录波设备生成的曲线数量很少，而且由于不对称故障发生的偶然性和随机性，只能对特定的已发生的电网不对称故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价，无法对其他大量可能发生的不对称故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价。另外，风机生产厂家在风机出厂时，会提供风机在指定工况下的恢复特性曲线。通过将厂家提供的风机在指定工况下的恢复特性曲线与机电暂态仿真得到的风机恢复过程曲线对比，对电网不对称故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价。但厂家所提供的风机恢复特性曲线是风机处于特定工况下的恢复特性曲线，而风机在实际电网运行时，经常处于不同的工况且还与整个电网的运行状态密切相关。因此现有技术中风机的机电暂态恢复过程评价过程只能评价风机在特定工况下的机电暂态恢复特性，大量非特定工况下的机电暂态恢复特性无法进行评价。
发明内容
为了克服上述现有技术中无法完成对风机处于不同工况且电网发生不同故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价的缺陷，本发明提供一种电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法和装置，先通过仿真分别获得风机的电磁暂态恢复特性曲线和机电暂态恢复特性曲线，然后根据电磁暂态恢复特性曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果，最后根据定性误差评价结果对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果，实现通过电磁暂态恢复特性曲线对风机处于不同工况且电网发生不同故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法，包括：
通过仿真分别获得风机的电磁暂态恢复特性曲线和机电暂态恢复特性曲线；
根据电磁暂态恢复特性曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果；
根据定性误差评价结果对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果。
所述根据电磁暂态恢复特性曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果，包括：
分别通过残差曲线和散点图对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，当通过残差曲线和散点图得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，定性误差评价结果不准确，否则定性误差评价结果准确。
通过残差曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价包括：
按下式计算电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差：
Δe＝Yele-Ym＝(Δe1,Δe2,…,，Δei,…,ΔeN)
其中，Δe表示电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差；N表示电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间的取样点数；Yele表示电磁暂态仿真恢复特性响应序列，且Yele＝(ye,1,ye,2,…,ye,i…,ye,N)T，ye,i表示第i个取样点的电磁暂态仿真恢复特性标准响应；Ym表示机电暂态仿真恢复特性响应序列，且Ym＝(ym,1,ym,2,…,ym,i,…,ym,N)T，ym,i表示第i个取样点的机电暂态仿真恢复特性响应；Δei表示第i个取样点电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差，且Δei＝ye,i-ym,i；
以采样点数为横坐标，Δei为纵坐标，在直角坐标系中形成电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差曲线，当残差曲线上的点在斜率为0的标准直线上下分布数量相差超过第一设定比例时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
通过散点图对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价包括：
以电磁暂态仿真恢复特性响应序列为横坐标，机电暂态仿真恢复特性响应序列为纵坐标，根据电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间所有取样点在直角坐标系中形成散点图；当散点图中的点在斜率为1的标准直线上下分布数量超过第二设定比例时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
所述根据定性误差评价结果对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果，包括：
当定性误差评价结果准确时，分别通过综合误差、最值判据和归一化测度距离对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为不准确；当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性有一个或两个不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为一般；当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为准确。
通过综合误差对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价包括：
按下式计算综合误差：
CE＝w1MAE+w2MSE+w3MAPE+w4MSPE
其中，CE表示综合误差；MAE表示平均绝对误差，且MSE表示协方误差，且MAPE表示平均百分比误差，且 MSPE表示均方百分比误差，且w1、w2、w3、w4分别表示MAE、MSE、MAPE和MSPE的权重；
当综合误差小于第一阈值时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
通过最值判据对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价包括：
当满足下式的最值判据时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确：
其中，ε表示最值阈值，εpmax表示超调量误差，且max(ye,i)表示ye,i的最大值，max(ym,i)表示ym,i的最大值，ystab表示电网发生不对称故障前风机的电磁暂态仿真响应曲线的平均值；εpmin表示最低点误差，且min(ye,i)表示ye,i的最小值，min(ym,i)表示ym,i的最小值。
通过归一化测度距离对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价包括：
按下式计算归一化测度距离：
其中，NMD表示归一化测度距离；
当NMD小于等于距离阈值时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
本发明还提供一种电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置，包括：
确定模块，用于通过仿真分别获得风机的电磁暂态恢复特性曲线和机电暂态恢复特性曲线；
第一评价模块，用于根据电磁暂态恢复特性曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果；
第二评价模块，用于根据定性误差评价结果对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果。
所述第一评价模块包括：
第一评价单元，用于通过残差曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价；
第二评价单元，用于过散点图对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价；
第一确定单元，用于当通过残差曲线和散点图得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，定性误差评价结果不准确，否则定性误差评价结果准确。
所述第一评价单元具体用于：
按下式计算电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差：
Δe＝Yele-Ym＝(Δe1,Δe2,…,，Δei,…,ΔeN)
其中，Δe表示电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差；N表示电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间的取样点数；Yele表示电磁暂态仿真恢复特性响应序列，且Yele＝(ye,1,ye,2,…,ye,i…,ye,N)T，ye,i表示第i个取样点的磁暂态仿真恢复特性标准响应；Ym表示机电暂态仿真恢复特性响应序列，且Ym＝(ym,1,m,2,…,ym,i,…,ym,N)T，ym,i表示第i个取样点的机电暂态仿真恢复特性响应；Δei表示第i个取样点电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差，且Δei＝ye,i-ym,i；
以采样点数为横坐标，Δei为纵坐标，在直角坐标系中形成电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差曲线，当残差曲线上的点在斜率为0的标准直线上下分布数量相差超过第一设定比例时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
所述第二评价单元具体用于：
以电磁暂态仿真恢复特性响应序列为横坐标，机电暂态仿真恢复特性响应序列为纵坐标，根据电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间所有取样点在直角坐标系中形成散点图；当散点图中的点在斜率为1的标准直线上下分布数量超过第二设定比例时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
所述第二评价模块包括：
第三评价单元，用于当定性误差评价结果准确时，分别通过综合误差、最值判据和归一化测度距离对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价；
第二确定单元，用于当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为不准确；当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性有一个或两个不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为一般；当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为准确。
所述第三评价单元具体用于：
按下式计算综合误差：
CE＝w1MAE+w2MSE+w3MAPE+w4MSPE
其中，CE表示综合误差；MAE表示平均绝对误差，且MSE表示协方误差，且MAPE表示平均百分比误差，且 MSPE表示均方百分比误差，且w1、w2、w3、w4分别表示MAE、MSE、MAPE和MSPE的权重；
当综合误差小于第一阈值时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
所述第三评价单元具体用于：
当满足下式的最值判据时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确：
其中，ε表示最值阈值，εpmax表示超调量误差，且max(ye,i)表示ye,i的最大值，max(ym,i)表示ym,i的最大值，ystab表示电网发生不对称故障前风机的电磁暂态仿真响应曲线的平均值；εpmin表示最低点误差，且min(ye,i)表示ye,i的最小值，min(ym,i)表示ym,i的最小值。
所述第三评价单元具体用于：
按下式计算归一化测度距离：
其中，NMD表示归一化测度距离；
当NMD小于等于距离阈值时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法中，先通过仿真分别获得风机的电磁暂态恢复特性曲线和机电暂态恢复特性曲线，然后根据电磁暂态恢复特性曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果，最后根据定性误差评价结果对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果，实现通过电磁暂态恢复特性曲线对风机处于不同工况且电网发生不同故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价；
本发明提供的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置包括用于通过仿真分别获得风机的电磁暂态恢复特性曲线和机电暂态恢复特性曲线的确定模块、用于根据电磁暂态恢复特性曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价得到定性误差评价结果的第一评价模块以及用于根据定性误差评价结果对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价得到风机的机电暂态恢复过程评价结果的第二评价模块，实现通过电磁暂态恢复特性曲线对风机处于不同工况且电网发生不同故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价；
本发明提供的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法以电网不对称故障下风机的电磁暂态恢复特性曲线为基准，对风机机电暂态恢复过程进行评价，并将风机的机电暂态恢复过程评价结果划分为准确、一般和不准确，为后续评价电网不对称故障下风机的机电暂态恢复特性的修正提供基础。
附图说明
图1是本发明实施例中电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法流程图；
图2是本发明实施例中散点图示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法，具体流程图如图1所示，具体过程如下：
S101：通过仿真分别获得风机的电磁暂态恢复特性曲线和机电暂态恢复特性曲线；
S102：根据S101得到的电磁暂态恢复特性曲线先对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果；
S103：根据S102得到的定性误差评价结果再对S101得到的机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果。
上述S102中，根据电磁暂态恢复特性曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果，具体过程如下：
先分别通过残差曲线和散点图对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，当通过残差曲线和散点图得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，定性误差评价结果不准确，否则定性误差评价结果准确。
其中，通过残差曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价的具体过程如下：
1、按下式计算电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差：
Δe＝Yele-Ym＝(Δe1,Δe2,…,，Δei,…,ΔeN)
其中，Δe表示电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差；N表示电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间的取样点数；Yele表示电磁暂态仿真恢复特性响应序列，且Yele＝(ye,1,ye,2,…,ye,i…,ye,N)T，ye,i表示第i个取样点的电磁暂态仿真恢复特性标准响应；Ym表示机电暂态仿真恢复特性响应序列，且Ym＝(ym,1,ym,2,…,ym,i,…,ym,N)T，ym,i表示第i个取样点的机电暂态仿真恢复特性响应；Δei表示第i个取样点电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差，且Δei＝ye,i-ym,i；
2、以采样点数为横坐标，Δei为纵坐标，在直角坐标系中形成电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差曲线，当残差曲线上的点在斜率为0的标准直线上下分布数量相差超过第一设定比例(第一设定比例可取30％)时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
如图2所示，通过散点图对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价的具体过程如下：
1、以电磁暂态仿真恢复特性响应序列为横坐标，机电暂态仿真恢复特性响应序列为纵坐标，根据电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间所有取样点在直角坐标系中形成散点图；
2、当散点图中的点在斜率为1的标准直线上下分布数量超过第二设定比例(第二设定比例可取30％*N)时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
上述S103中，根据定性误差评价结果对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果，具体过程如下：
在定性误差评价结果准确的基础上，分别通过综合误差、最值判据和归一化测度距离对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价；然后分为以下三种情况：
①当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为不准确；
②当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性有一个或两个不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为一般；
③当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为准确。
上述①中，通过综合误差对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价的具体过程如下：
1)按下式计算综合误差：
CE＝w1MAE+w2MSE+w3MAPE+w4MSPE
其中，CE表示综合误差；MAE表示平均绝对误差，且MSE表示协方误差，且MAPE表示平均百分比误差，且 MSPE表示均方百分比误差，且w1、w2、w3、w4分别表示MAE、MSE、MAPE和MSPE的权重；
2)当综合误差小于第一阈值(第一阈值可取0.1)时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
上述①中，通过最值判据对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价的具体过程如下：
当满足下式的最值判据时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确：
其中，ε表示最值阈值(可取0.85)，εpmax表示超调量误差，且max(ye,i)表示ye,i的最大值，max(ym,i)表示ym,i的最大值，ystab表示电网发生不对称故障前风机的电磁暂态仿真响应曲线的平均值；εpmin表示最低点误差，且min(ye,i)表示ye,i的最小值，min(ym,i)表示ym,i的最小值。
上述①中，通过归一化测度距离对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价的具体过程如下：
1)按下式计算归一化测度距离：
其中，NMD表示归一化测度距离；
2)当NMD小于等于距离阈值(距离阈值可取0.1)时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置，这些设备解决问题的原理与电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法相似，本发明实施例提供的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置包括确定模块、第一评价模块和第二评价模块，下面分别对上述三个模块的功能进行详细说明：
确定模块，用于通过仿真分别获得风机的电磁暂态恢复特性曲线和机电暂态恢复特性曲线；
第一评价模块，用于根据电磁暂态恢复特性曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果；
第二评价模块，用于根据定性误差评价结果对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果。
上述的第一评价模块包括第一评价单元、第二评价单元和第一确定单元，下面对三个单元进行详细介绍：
其中的第一评价单元，用于通过残差曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价；
其中的第二评价单元，用于通过散点图对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价；
其中的第一确定单元，用于当通过残差曲线和散点图得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，定性误差评价结果不准确，否则定性误差评价结果准确。
上述的第一评价单元通过残差曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价的具体过程如下：
1)按下式计算电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差：
Δe＝Yele-Ym＝(Δe1,Δe2,…,，Δei,…,ΔeN)
其中，Δe表示电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差；N表示电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间的取样点数；Yele表示电磁暂态仿真恢复特性响应序列，且Yele＝(ye,1,ye,2,…,ye,i…,ye,N)T，ye,i表示第i个取样点的磁暂态仿真恢复特性标准响应；Ym表示机电暂态仿真恢复特性响应序列，且Ym＝(ym,1,ym,2,…,ym,i,…,ym,N)T，ym,i表示第i个取样点的机电暂态仿真恢复特性响应；Δei表示第i个取样点电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差，且Δei＝ye,i-ym,i；
2)以采样点数为横坐标，Δei为纵坐标，在直角坐标系中形成电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差曲线，当残差曲线上的点在斜率为0的标准直线上下分布数量相差超过第一设定比例(第一设定比例可取30％)时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
上述的第二评价单元具体用于：
以电磁暂态仿真恢复特性响应序列为横坐标，机电暂态仿真恢复特性响应序列为纵坐标，根据电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间所有取样点在直角坐标系中形成散点图；当散点图中的点在斜率为1的标准直线上下分布数量超过第二设定比例(第二设定比例可取30％*N)时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
上述的第二评价模块包括第三评价单元和第二确定单元，下面对这两个单元进行详细介绍：
其中的第三评价单元，用于当定性误差评价结果准确时，分别通过综合误差、最值判据和归一化测度距离对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价；
其中的第二确定单元，用于以下三种情况确定风机的机电暂态恢复过程评价结果：
1)当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为不准确；
2)当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性有一个或两个不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为一般；
3)当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为准确。
当定性误差评价结果准确时，上述的第三评价单元通过综合误差对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，具体过程如下：
按下式计算综合误差：
CE＝w1MAE+w2MSE+w3MAPE+w4MSPE
其中，CE表示综合误差；MAE表示平均绝对误差，且MSE表示协方误差，且MAPE表示平均百分比误差，且 MSPE表示均方百分比误差，且w1、w2、w3、w4分别表示MAE、MSE、MAPE和MSPE的权重；
当综合误差小于第一阈值(第一阈值可取0.1)时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
当定性误差评价结果准确时，上述的第三评价单元通过最值判据对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，具体过如下：
当满足下式的最值判据时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确：
其中，ε表示最值阈值(可取0.85)，εpmax表示超调量误差，且max(ye,i)表示ye,i的最大值，max(ym,i)表示ym,i的最大值，ystab表示电网发生不对称故障前风机的电磁暂态仿真响应曲线的平均值；εpmin表示最低点误差，且min(ye,i)表示ye,i的最小值，min(ym,i)表示ym,i的最小值。
当定性误差评价结果准确时，上述的第三评价单元通过归一化测度距离对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，具体过如下：
按下式计算归一化测度距离：
其中，NMD表示归一化测度距离；
当NMD小于等于距离阈值(距离阈值可取0.1)时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (16)
1.一种电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法，其特征在于，包括：
通过仿真分别获得风机的电磁暂态恢复特性曲线和机电暂态恢复特性曲线；
根据电磁暂态恢复特性曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果；
根据定性误差评价结果对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果。
2.根据权利要求1所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法，其特征在于，所述根据电磁暂态恢复特性曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果，包括：
分别通过残差曲线和散点图对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，当通过残差曲线和散点图得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，定性误差评价结果不准确，否则定性误差评价结果准确。
3.根据权利要求2所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法，其特征在于，通过残差曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价包括：
按下式计算电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差：
Δe＝Yele-Ym＝(Δe1，Δe2，…，，Δei，…，ΔeN)
其中，Δe表示电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差；N表示电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间的取样点数；Yele表示电磁暂态仿真恢复特性响应序列，且Yele＝(ye，1，ye，2，...，ye，i...，ye，N)T，ye，i表示第i个取样点的电磁暂态仿真恢复特性标准响应；Ym表示机电暂态仿真恢复特性响应序列，且Ym＝(ym，1，ym，2，...，ym，i，...，ym，N)T，ym，i表示第i个取样点的机电暂态仿真恢复特性响应；Δei表示第i个取样点电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差，且Δei＝ye，i-ym，i；
以采样点数为横坐标，Δei为纵坐标，在直角坐标系中形成电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差曲线，当残差曲线上的点在斜率为0的标准直线上下分布数量相差超过第一设定比例时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
4.根据权利要求2所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法，其特征在于，通过散点图对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价包括：
以电磁暂态仿真恢复特性响应序列为横坐标，机电暂态仿真恢复特性响应序列为纵坐标，根据电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间所有取样点在直角坐标系中形成散点图；当散点图中的点在斜率为1的标准直线上下分布数量超过第二设定比例时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
5.根据权利要求3所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法，其特征在于，所述根据定性误差评价结果对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果，包括：
当定性误差评价结果准确时，分别通过综合误差、最值判据和归一化测度距离对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为不准确；当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性有一个或两个不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为一般；当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为准确。
6.根据权利要求5所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法，其特征在于，通过综合误差对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价包括：
按下式计算综合误差：
CE＝w1MAE+w2MSE+w3MAPE+w4MSPE
其中，CE表示综合误差；MAE表示平均绝对误差，且MSE表示协方误差，且MAPE表示平均百分比误差，且 MSPE表示均方百分比误差，且w1、w2、w3、w4分别表示MAE、MSE、MAPE和MSPE的权重；
当综合误差小于第一阈值时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
7.根据权利要求5所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法，其特征在于，通过最值判据对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价包括：
当满足下式的最值判据时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确：
<mrow>
<mo>|</mo>
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<mi>max</mi>
</mrow>
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</mfrac>
<mo>|</mo>
<mo>&GreaterEqual;</mo>
<mi>&epsiv;</mi>
</mrow>
其中，ε表示最值阈值，εpmax表示超调量误差，且max(ye，i)表示ye，i的最大值，max(ym，i)表示ym，i的最大值，ystab表示电网发生不对称故障前风机的电磁暂态仿真响应曲线的平均值；εpmin表示最低点误差，且min(ye，i)表示ye，i的最小值，min(ym，i)表示ym，i的最小值。
8.根据权利要求5所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法，其特征在于，通过归一化测度距离对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价包括：
按下式计算归一化测度距离：
<mrow>
<mi>N</mi>
<mi>M</mi>
<mi>D</mi>
<mo>=</mo>
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<mo>|</mo>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，NMD表示归一化测度距离；
当NMD小于等于距离阈值时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
9.一种电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于通过仿真分别获得风机的电磁暂态恢复特性曲线和机电暂态恢复特性曲线；
第一评价模块，用于根据电磁暂态恢复特性曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果；
第二评价模块，用于根据定性误差评价结果对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果。
10.根据权利要求9所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置，其特征在于，所述第一评价模块包括：
第一评价单元，用于通过残差曲线对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价；
第二评价单元，用于通过散点图对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价；
第一确定单元，用于当通过残差曲线和散点图得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，定性误差评价结果不准确，否则定性误差评价结果准确。
11.根据权利要求10所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置，其特征在于，所述第一评价单元具体用于：
按下式计算电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差：
Δe＝Yele-Ym＝(Δe1，Δe2，…，，Δei，…，ΔeN)
其中，Δe表示电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差；N表示电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间的取样点数；Yele表示电磁暂态仿真恢复特性响应序列，且Yele＝(ye，1，ye，2，...，ye，i…，ye，N)T，ye，i表示第i个取样点的电磁暂态仿真恢复特性标准响应；Ym表示机电暂态仿真恢复特性响应序列，且Ym＝(ym，1，ym，2，...，ym，i，...，ym，N)T，ym，i表示第i个取样点的机电暂态仿真恢复特性响应；Δei表示第i个取样点电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差，且Δei＝ye，i-ym，i；
以采样点数为横坐标，Δei为纵坐标，在直角坐标系中形成电磁暂态仿真和机电暂态仿真的残差曲线，当残差曲线上的点在斜率为0的标准直线上下分布数量相差超过第一设定比例时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
12.根据权利要求10所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置，其特征在于，所述第二评价单元具体用于：
以电磁暂态仿真恢复特性响应序列为横坐标，机电暂态仿真恢复特性响应序列为纵坐标，根据电网不对称故障发生时刻到恢复时刻之间所有取样点在直角坐标系中形成散点图；当散点图中的点在斜率为1的标准直线上下分布数量超过第二设定比例时，风机的机电暂态仿真恢复特性不准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性准确。
13.根据权利要求11所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置，其特征在于，所述第二评价模块包括：
第三评价单元，用于当定性误差评价结果准确时，分别通过综合误差、最值判据和归一化测度距离对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价；
第二确定单元，用于当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为不准确；当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性有一个或两个不准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为一般；当通过综合误差、最值判据和归一化测度距离得到的风机的机电暂态仿真恢复特性均准确时，风机的机电暂态恢复过程评价结果为准确。
14.根据权利要求13所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置，其特征在于，所述第三评价单元具体用于：
按下式计算综合误差：
CE＝w1MAE+w2MSE+w3MAPE+w4MSPE
其中，CE表示综合误差；MAE表示平均绝对误差，且MSE表示协方误差，且MAPE表示平均百分比误差，且 MSPE表示均方百分比误差，且w1、w2、w3、w4分别表示MAE、MSE、MAPE和MSPE的权重；
当综合误差小于第一阈值时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
15.根据权利要求13所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置，其特征在于，所述第三评价单元具体用于：
当满足下式的最值判据时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确：
<mrow>
<mo>|</mo>
<mfrac>
<mrow>
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<mi>p</mi>
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</mrow>
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</mfrac>
<mo>|</mo>
<mo>&GreaterEqual;</mo>
<mi>&epsiv;</mi>
</mrow>
其中，ε表示最值阈值，εpmax表示超调量误差，且表示ye，i的最大值，max(ym，i)表示ym，i的最大值，ystab表示电网发生不对称故障前风机的电磁暂态仿真响应曲线的平均值；εpmin表示最低点误差，且min(ye，i)表示ye，i的最小值，min(ym，i)表示ym，i的最小值。
16.根据权利要求13所述的电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价装置，其特征在于，所述第三评价单元具体用于：
按下式计算归一化测度距离：
<mrow>
<mi>N</mi>
<mi>M</mi>
<mi>D</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
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其中，NMD表示归一化测度距离；
当NMD小于等于距离阈值时，风机的机电暂态仿真恢复特性准确，否则风机的机电暂态仿真恢复特性不准确。
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