CN114421465A - 基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法、装置及存储介质，包括：步骤S1：获取待辨识电网的参数集，其中，参数集包括待辨识电网的一次模型和拓扑模型；步骤S2：基于预配置的完整性校验规则对待辨识电网的参数集的完整性进行校验，若校验通过，则执行步骤S3；步骤S3：获取待辨识电网在多工况、多源情况下的量测集合；步骤S4：基于待辨识电网的参数集，以及在多工况、多源情况下的量测集合确定各元件的可评估性；步骤S5：基于各元件的可评估性得到校验值，并与参考阈值区间进行对比，若偏离参考阈值区间，则输出校验不通过，反之，则输出校验通过。与现有技术相比，本发明具有提高参数辨识准确度等优点。
Description
技术领域
本发明涉及智能电网领域，尤其是涉及一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法、装置及存储介质。
背景技术
社会对电力系统的安全性、可靠性逐步提高，为了提高对社会的服务质量，需要对电网进行多种分析、校核、优化，在此基础上，才能安排电力生产、检修、维护等工作。
为了提高电网仿真计算的准确性与方式校核优化工作的质量，及时发现电网运行隐患，提高电网运行可靠性，通常会采用参数辨识的方式。
但是现有技术中，基于参数辨识的方式来进行电网的运行监控总是会有不准确的情况发生，而且这种不准确总是集中性的发生于某些电网中。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法、装置及存储介质，增加对于参数辨识的前置校验，从而提高参数辨识的准确性，以及为提高参数辨识的准确性提供优化方向。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，包括：
步骤S1：获取待辨识电网的参数集，其中，所述参数集包括待辨识电网的一次模型和拓扑模型；
步骤S2：基于预配置的完整性校验规则对待辨识电网的参数集的完整性进行校验，若校验通过，则执行步骤S3；
步骤S3：获取待辨识电网在多工况、多源情况下的量测集合；
步骤S4：基于待辨识电网的参数集，以及在多工况、多源情况下的量测集合确定各元件的可评估性；
步骤S5：基于各元件的可评估性得到校验值，并与参考阈值区间进行对比，若偏离参考阈值区间，则输出校验不通过，反之，则输出校验通过。
所述步骤S2具体包括：
步骤S21：过滤无效参数；
步骤S22：对机组的最大最小有功出力、最大最小无功出力、机端电压范围、机端电压与局部拓扑相连接设备的电压等级、电压幅值要匹配、机组的节点类型，进行完整性评价；
步骤S23：对主变参数进行完整性评价，所述主变参数包括实验参数和计算参数，实验参数包括高压侧额定容量、中压侧额定容量、低压侧额定容量、高压侧额定电压、中压侧额定电压、低压侧额定电压、Uk高中、Uk高低、Uk中低、△Pk高中、△Pk高低、△Pk中低接地、△P0、I0，计算参数包括高中低侧电阻、电抗、零序电阻电抗；
步骤S24：对线路参数进行完整性评价，所述线路参数包括线路长度、导线型号、电压、安全电流、事故电流、正序电阻、正序电抗、C1/2、零序电阻、零序电抗、C0/2、同塔标记、夏季额定电流、夏季事故电流、冬季额定电流、冬季事故电流；
步骤S25：对地支路参数进行完整性评价，所述对地支路参数包括电容器电抗器的容量、额定电压；
步骤S26：对有源负荷参数进行完整性评价，所述有源负荷参数包括有源负荷的最大负荷功率、最大出力功率、储能容量。
所述步骤S21中的节点类型包括Vθ节点、PQ节点和PV节点。
所述步骤S3具体为：
在不同的时段、不同的负荷水平、不同的发电计划、不同的省间、网间交换功率下的工况下，分别获得SCADA量测、PMU量测、电量累积的测量数据。
所述步骤S4包括：
步骤S41：选定一个元件；
步骤S42：对选定的元件进行拓扑分析，获取该选定的元件周边具备拓扑连接的端子、断路器、隔离开关，进行拓扑分析，生成拓扑连接，并收集量测测点；
步骤S43：计算该元件的工况、量测来源冗余度值Rd-w-m；
步骤S44：计算该元件的工况多量测来源互补冗余度评价Rd-w；
步骤S45：根据步骤S43和步骤S44的结果，计算得到汇总冗余度值Rdmax：
Rdma＝Max1 m(Rd-w，Max1 n((Rd-w-n))
其中：Max1 m为对1～m个量测来源取目标值的最大值，Max1 n为1～n个工况取目标值的最大值；
步骤S46：计算该选定的元件的汇总标准差；
步骤S47：重复步骤S41至S46，完成对于所有元件的遍历。
所述步骤S43包括：
步骤S431：对描述该选定的元件的所有的阻抗、电压、电流、角度进行冗余度评价；
步骤S432：基于阻抗、电压、电流、角度冗余度评价结果确定该元件的工况、量测来源冗余度值Rd-w-m：
对于未知量恰好能够用已知量计算出的情况，冗余度定义为0，
多一个已知量则冗余度加1，缺一个已知量则冗余度减1。
所述步骤S44包括：
步骤S441：对描述该选定的元件的所有的阻抗、电压、电流、角度进行冗余度评价；
步骤S442：基于阻抗、电压、电流、角度进行冗余度评价确定该该元件的工况多量测来源互补冗余度评价Rd-w：
对于未知量恰好能够用已知量计算出的情况，冗余度定义为0，
多一个已知量则冗余度加1，缺一个已知量则冗余度减1。
所述步骤S5具体包括：
步骤S51：统计所有元件的数量C：
C＝Cg+Ct+Cl+Ccx
其中：Cg为机组集数量，Ct为变压器数量，Cl为线路数量，Ccx为对地支路数量；
步骤S52：统计所有元件中Rdmax大于等于1的数量Cmax；
步骤S53：统计所有元件的Rσ：
其中：Rσ为电网参数集的总标准差，σd'为汇总标准差大于1的元件集合，σd为每个元件的汇总标准差；
步骤S54：计算得到系统的可估计性和可靠性：
E＝Cmax/C
S＝Rσ/Cmax
其中：E为系统的可估计性，S为系统的可靠性；
步骤S55：判断系统的可估计性是否大于预设定的第一参考阈值，且系统的可靠性是否大于预设定的第二参考阈值，若为是，则输出校验通过，反之，则输出校验不通过。
一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，包括存储器、处理器，以及存储于所述存储器中的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如上述的方法。
一种存储介质，其上存储有程序，所述程序被执行时实现如上述的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)增加对于参数辨识的前置校验，从而提高参数辨识的准确性，以及为提高参数辨识的准确性提供优化方向。
2)汇总出的技术指标可以衡量电网参数集是否具备应用参数辨识的条件，为电网参数辨识提供合格质量的输入，同时，也可以对指标比较低的区域、元件进行溯源，缩小参数维护的关注范围，以便于进行参数资料收集、维护。
附图说明
图1为本发明方法的主要步骤流程图；
图2为本发明方法的总流程图；
图3为电网参数集粗检测评价子流程图；
图4为电力元件可估计性评价子流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，如图1和图2所示，包括：
步骤S1：获取待辨识电网的参数集，其中，参数集包括待辨识电网的一次模型和拓扑模型，具体的，获取电网参数集，包括待辨识大电网的所有一次模型、拓扑模型，具体地，需要获取火电、水电、核电、燃气发电、风电、光伏发电、调相机的机组模型，获取升压变压器、降压变压器、厂站用变压器，直流线路、交流线路、交流多段线路、交流T接线路，各类电容器、电抗器等对地支路，有源负荷的等值机组信息，以及所有的断路器、刀闸以及它们之间的连接关系。
步骤S2：基于预配置的完整性校验规则对待辨识电网的参数集的完整性进行校验，若校验通过，则执行步骤S3，即如图3所示，以显性的规则对电网参数集进行粗检测评价，具体包括：
步骤S21：过滤无效参数；
步骤S22：对机组的最大最小有功出力、最大最小无功出力、机端电压范围、机端电压与局部拓扑相连接设备的电压等级、电压幅值要匹配、机组的节点类型，进行完整性评价，其中，节点类型包括Vθ节点、PQ节点和PV节点；
步骤S23：对主变参数进行完整性评价，主变参数包括实验参数和计算参数，实验参数包括高压侧额定容量、中压侧额定容量、低压侧额定容量、高压侧额定电压、中压侧额定电压、低压侧额定电压、Uk高中、Uk高低、Uk中低、△Pk高中、△Pk高低、△Pk中低接地、△P0、I0，计算参数包括高中低侧电阻、电抗、零序电阻电抗；
步骤S24：对线路参数进行完整性评价，线路参数包括线路长度、导线型号、电压、安全电流、事故电流、正序电阻、正序电抗、C1/2、零序电阻、零序电抗、C0/2、同塔标记、夏季额定电流、夏季事故电流、冬季额定电流、冬季事故电流；
步骤S25：对地支路参数进行完整性评价，对地支路参数包括电容器电抗器的容量、额定电压；
步骤S26：对有源负荷参数进行完整性评价，有源负荷参数包括有源负荷的最大负荷功率、最大出力功率、储能容量。
步骤S3：获取待辨识电网在多工况、多源情况下的量测集合，具体的，多工况多源量测获取，即获取大电网在多工况、多源情况下的量测集合。多工况包括在不同的时段、不同的负荷水平、不同的发电计划、不同的省间、网间交换功率。多源量测包括SCADA量测、PMU量测、电量累积等；
步骤S4：基于待辨识电网的参数集，以及在多工况、多源情况下的量测集合确定各元件的可评估性，如图4所示，包括：
步骤S41：选定一个元件；
步骤S42：对选定的元件进行拓扑分析，获取该选定的元件周边具备拓扑连接的端子、断路器、隔离开关，进行拓扑分析，生成拓扑连接，并收集量测测点；
步骤S43：计算该元件的工况、量测来源冗余度值Rd-w-m，包括：
步骤S431：对描述该选定的元件的所有的阻抗、电压、电流、角度进行冗余度评价；
步骤S432：基于阻抗、电压、电流、角度冗余度评价结果确定该元件的工况、量测来源冗余度值Rd-w-m：
对于未知量恰好能够用已知量计算出的情况，冗余度定义为0，
多一个已知量则冗余度加1，缺一个已知量则冗余度减1。
即对该元件、工况、量测来源的量测进行冗余度评价，根据基尔霍夫电流定律，对描述该元件的所有的阻抗、电压、电流、角度进行冗余度评价，对于未知量恰好能够用已知量计算出的情况，冗余度定义为0，多一个已知量则冗余度加1，缺一个已知量则冗余度减1，计为该元件Rd-w-m，R代表冗余度，下标d代表选定元件，w代表选定工况，m代表量测来源。若所有量测来源已经被遍历，则进入S45，否则处理下一个量测来源。
步骤S44：计算该元件的工况多量测来源互补冗余度评价Rd-w，步骤S44包括：
步骤S441：对描述该选定的元件的所有的阻抗、电压、电流、角度进行冗余度评价；
步骤S442：基于阻抗、电压、电流、角度进行冗余度评价确定该该元件的工况多量测来源互补冗余度评价Rd-w：
对于未知量恰好能够用已知量计算出的情况，冗余度定义为0，
多一个已知量则冗余度加1，缺一个已知量则冗余度减1。
即对该元件、工况进行多量测来源互补的冗余度评价，根据基尔霍夫电流定律，对描述该元件的所有的阻抗、电压、电流、角度进行冗余度评价，对于未知量恰好能够用已知量计算出的情况，冗余度定义为0，多一个已知量则冗余度加1，缺一个已知量则冗余度减1，计为该元件Rd-w，R代表冗余度，下标d代表选定元件，w代表选定工况。若所有工况已经被遍历，则进入S46，否则处理下一个工况。
步骤S45：根据步骤S43和步骤S44的结果，计算得到汇总冗余度值Rdmax：
Rdma＝Max1 m(Rd-w，Max1 n((Rd-w-n))
其中：Max1 m为对1～m个量测来源取目标值的最大值，Max1 n为1～n个工况取目标值的最大值；
步骤S46：计算该选定的元件的汇总标准差：
其中：n为工况数量，m为量测数量，σd代表元件d的冗余度汇总标准差
步骤S47：重复步骤S41至S46，完成对于所有元件的遍历。
步骤S5：基于各元件的可评估性得到校验值，并与参考阈值区间进行对比，若偏离参考阈值区间，则输出校验不通过，反之，则输出校验通过，具体包括：
步骤S51：统计所有元件的数量C：
C＝Cg+Ct+Cl+Ccx
其中：Cg为机组集数量，Ct为变压器数量，Cl为线路数量，Ccx为对地支路数量；
步骤S52：统计所有元件中Rdmax大于等于1的数量Cmax；
步骤S53：统计所有元件的Rσ：
其中：Rσ为电网参数集的总标准差，σd'为汇总标准差大于1的元件集合，σd为每个元件的汇总标准差；
同时，对于σd小于等于1的元件进行输出，以便于开展针对性的参数收集及维护，以改善参数集可评估性。
步骤S54：计算得到系统的可估计性和可靠性：
E＝Cmax/C
S＝Rσ/Cmax
其中：E为系统的可估计性，S为系统的可靠性；
对于一个电网参数集，其系统可估计性指标可以表达系统中满足条件冗余的元件数量占整个电网参数集的数量，其值越大，则可估计性越强。系统估计可靠性指标可以标识所有满足条件冗余的元件对其进行参数估计时，估计的可靠性，其值越大，则估计可靠性越高。
步骤S55：判断系统的可估计性是否大于预设定的第一参考阈值，且系统的可靠性是否大于预设定的第二参考阈值，若为是，则输出校验通过，反之，则输出校验不通过。
上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (10)
1.一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，其特征在于，包括：
步骤S1：获取待辨识电网的参数集，其中，所述参数集包括待辨识电网的一次模型和拓扑模型；
步骤S2：基于预配置的完整性校验规则对待辨识电网的参数集的完整性进行校验，若校验通过，则执行步骤S3；
步骤S3：获取待辨识电网在多工况、多源情况下的量测集合；
步骤S4：基于待辨识电网的参数集，以及在多工况、多源情况下的量测集合确定各元件的可评估性；
步骤S5：基于各元件的可评估性得到校验值，并与参考阈值区间进行对比，若偏离参考阈值区间，则输出校验不通过，反之，则输出校验通过。
2.根据权利要求1所述的一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
步骤S21：过滤无效参数；
步骤S22：对机组的最大最小有功出力、最大最小无功出力、机端电压范围、机端电压与局部拓扑相连接设备的电压等级、电压幅值要匹配、机组的节点类型，进行完整性评价；
步骤S23：对主变参数进行完整性评价，所述主变参数包括实验参数和计算参数，实验参数包括高压侧额定容量、中压侧额定容量、低压侧额定容量、高压侧额定电压、中压侧额定电压、低压侧额定电压、Uk高中、Uk高低、Uk中低、△Pk高中、△Pk高低、△Pk中低接地、△P0、I0，计算参数包括高中低侧电阻、电抗、零序电阻电抗；
步骤S24：对线路参数进行完整性评价，所述线路参数包括线路长度、导线型号、电压、安全电流、事故电流、正序电阻、正序电抗、C1/2、零序电阻、零序电抗、C0/2、同塔标记、夏季额定电流、夏季事故电流、冬季额定电流、冬季事故电流；
步骤S25：对地支路参数进行完整性评价，所述对地支路参数包括电容器电抗器的容量、额定电压；
步骤S26：对有源负荷参数进行完整性评价，所述有源负荷参数包括有源负荷的最大负荷功率、最大出力功率、储能容量。
3.根据权利要求2所述的一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，其特征在于，所述步骤S21中的节点类型包括Vθ节点、PQ节点和PV节点。
4.根据权利要求1所述的一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：
在不同的时段、不同的负荷水平、不同的发电计划、不同的省间、网间交换功率下的工况下，分别获得SCADA量测、PMU量测、电量累积的测量数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
步骤S41：选定一个元件；
步骤S42：对选定的元件进行拓扑分析，获取该选定的元件周边具备拓扑连接的端子、断路器、隔离开关，进行拓扑分析，生成拓扑连接，并收集量测测点；
步骤S43：计算该元件的工况、量测来源冗余度值Rd-w-m；
步骤S44：计算该元件的工况多量测来源互补冗余度评价Rd-w；
步骤S45：根据步骤S43和步骤S44的结果，计算得到汇总冗余度值Rdmax：
Rdma＝Max1 m(Rd-w，Max1 n((Rd-w-n))
其中：Max1 m为对1～m个量测来源取目标值的最大值，Max1 n为1～n个工况取目标值的最大值；
步骤S46：计算该选定的元件的汇总标准差；
步骤S47：重复步骤S41至S46，完成对于所有元件的遍历。
6.根据权利要求5所述的一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，其特征在于，所述步骤S43包括：
步骤S431：对描述该选定的元件的所有的阻抗、电压、电流、角度进行冗余度评价；
步骤S432：基于阻抗、电压、电流、角度冗余度评价结果确定该元件的工况、量测来源冗余度值Rd-w-m：
对于未知量恰好能够用已知量计算出的情况，冗余度定义为0，
多一个已知量则冗余度加1，缺一个已知量则冗余度减1。
7.根据权利要求5所述的一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，其特征在于，所述步骤S44包括：
步骤S441：对描述该选定的元件的所有的阻抗、电压、电流、角度进行冗余度评价；
步骤S442：基于阻抗、电压、电流、角度进行冗余度评价确定该该元件的工况多量测来源互补冗余度评价Rd-w：
对于未知量恰好能够用已知量计算出的情况，冗余度定义为0，
多一个已知量则冗余度加1，缺一个已知量则冗余度减1。
8.根据权利要求5所述的一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：
步骤S51：统计所有元件的数量C：
C＝Cg+Ct+Cl+Ccx
其中：Cg为机组集数量，Ct为变压器数量，Cl为线路数量，Ccx为对地支路数量；
步骤S52：统计所有元件中Rdmax大于等于1的数量Cmax；
步骤S53：统计所有元件的Rσ：
其中：Rσ为电网参数集的总标准差，σd'为汇总标准差大于1的元件集合，σd为每个元件的汇总标准差；
步骤S54：计算得到系统的可估计性和可靠性：
E＝Cmax/C
S＝Rσ/Cmax
其中：E为系统的可估计性，S为系统的可靠性；
步骤S55：判断系统的可估计性是否大于预设定的第一参考阈值，且系统的可靠性是否大于预设定的第二参考阈值，若为是，则输出校验通过，反之，则输出校验不通过。
9.一种基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法，包括存储器、处理器，以及存储于所述存储器中的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-8中任一所述的方法。
10.一种存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被执行时实现如权利要求1-8中任一所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210087109.8A CN114421465A (zh) | 2022-01-25 | 2022-01-25 | 基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法、装置及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210087109.8A CN114421465A (zh) | 2022-01-25 | 2022-01-25 | 基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法、装置及存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114421465A true CN114421465A (zh) | 2022-04-29 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210087109.8A Pending CN114421465A (zh) | 2022-01-25 | 2022-01-25 | 基于元件拓扑的电网参数辨识校验方法、装置及存储介质 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN114421465A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115695207A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-02-03 | 武汉大学 | 一种电力信息设备拓扑层级和类型判别方法及系统 |
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2022
- 2022-01-25 CN CN202210087109.8A patent/CN114421465A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115695207A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-02-03 | 武汉大学 | 一种电力信息设备拓扑层级和类型判别方法及系统 |
| CN115695207B (zh) * | 2022-11-14 | 2024-04-19 | 武汉大学 | 一种电力信息设备拓扑层级和类型判别方法及系统 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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