RU218397U1 - DEVICE FOR DETERMINING STATIC VOLTAGE LOAD CHARACTERISTICS TAKING INTO ACCOUNT THE INFLUENCE OF THE EXTERNAL ELECTRIC NETWORK - Google Patents
DEVICE FOR DETERMINING STATIC VOLTAGE LOAD CHARACTERISTICS TAKING INTO ACCOUNT THE INFLUENCE OF THE EXTERNAL ELECTRIC NETWORK Download PDFInfo
- Publication number
- RU218397U1 RU218397U1 RU2023103091U RU2023103091U RU218397U1 RU 218397 U1 RU218397 U1 RU 218397U1 RU 2023103091 U RU2023103091 U RU 2023103091U RU 2023103091 U RU2023103091 U RU 2023103091U RU 218397 U1 RU218397 U1 RU 218397U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- block
- output
- coefficients
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Устройство относится к области измерений в электроэнергетике и может быть использовано для определения статических характеристик нагрузки по напряжению U, представляемых в виде линейной зависимости P*(U*)=a 0+a 1⋅U* с коэффициентами аппроксимации а 0, а 1, соответствующими минимальному среднеквадратическому отклонению значений напряжения и мощности и учитывающими влияние внешней электрической сети на измерения напряжения. Устройство содержит измерительное устройство, подключенное к выходам вторичных цепей трансформатора, питающего нагрузку, выходы которого соединены с входами блока накопления и предварительной обработки, блок накопления и предварительной обработки, первые три входа которого соединены с выходами измерительного устройства, на четвертый вход путем ввода информации поступает интервал, для которого необходимо определить статическую характеристику нагрузки по напряжению, на пятый вход путем ввода информации поступает значение базисного (номинального) напряжения исследуемого узла нагрузки, первый выход соединен с первым входом блока кластеризации, второй выход соединен со вторым входом блока расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети, третий выход подключен ко второму входу блока расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению, блок кластеризации, первый вход которого соединен с выходом блока накопления и предварительной обработки, второй вход соединен с выходом блока расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети, а выход соединен с входом блока расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению, блок расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети, на первый вход которого подается файл расчетной модели энергосистемы, второй вход соединен с выходом блока накопления и предварительной обработки, а выход соединен со вторым входом блока кластеризации, блок расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению, первый вход которого соединен с выходом блока накопления и предварительной обработки, а второй вход связан с выходом блока кластеризации. 5 ил. The device belongs to the field of measurements in the electric power industry and can be used to determine the static characteristics of the load voltage U, represented as a linear dependence P * (U * )= a 0 + a 1 ⋅U * with approximation coefficients a 0 , a 1 corresponding to minimum standard deviation of voltage and power values and taking into account the influence of the external electrical network on voltage measurements. The device contains a measuring device connected to the outputs of the secondary circuits of the transformer supplying the load, the outputs of which are connected to the inputs of the accumulation and pre-processing unit, the accumulation and pre-processing unit, the first three inputs of which are connected to the outputs of the measuring device, the fourth input receives an interval by entering information , for which it is necessary to determine the static voltage characteristic of the load, the fifth input receives the value of the base (nominal) voltage of the studied load node by entering information, the first output is connected to the first input of the clustering unit, the second output is connected to the second input of the unit for calculating the coefficients of influence of the external electrical network , the third output is connected to the second input of the block for calculating the coefficients of the static load characteristic by voltage, the clustering block, the first input of which is connected to the output of the accumulation and preprocessing block, the second input is connected to the output of the block for calculating the coefficients of the influence of the external electrical network, and the output is connected to the input of the block calculation of the coefficients of the static voltage characteristic of the load, a block for calculating the coefficients of the influence of an external electric network, the first input of which is supplied with a file of the calculation model of the power system, the second input is connected to the output of the accumulation and preprocessing block, and the output is connected to the second input of the clustering block, the block for calculating the coefficients of static voltage load characteristics, the first input of which is connected to the output of the accumulation and preprocessing block, and the second input is connected to the output of the clustering block. 5 ill.
Description
Устройство относится к области измерений в электроэнергетике и может быть использовано для определения статических характеристик нагрузки по напряжению U, представляемых в виде линейной зависимости P*(U*)=а 0+а 1⋅U*, с коэффициентами аппроксимации а 0, а 1, соответствующими минимальному среднеквадратическому отклонению значений напряжения и мощности и учитывающими влияние внешней электрической сети на измерения напряжения.The device belongs to the field of measurements in the electric power industry and can be used to determine the static characteristics of the load voltage U, represented as a linear dependence P * (U * )= a 0 + a 1 ⋅U * , with approximation coefficients a 0 , a 1 , corresponding to the minimum standard deviation of voltage and power values and taking into account the influence of the external electrical network on voltage measurements.
Предложенное техническое решение представляет собой специализированное устройство измерительной и вычислительной техники, которое содержит функциональные элементы (блоки) и связи между ними, находящиеся в функционально-конструктивном единстве и размещенные в ограниченном пространстве с возможностью выполнения в едином корпусе.The proposed technical solution is a specialized device for measuring and computing technology, which contains functional elements (blocks) and connections between them, which are in functional and constructive unity and placed in a limited space with the possibility of being executed in a single housing.
Известно устройство, близкое по технической и функциональной сущности к предлагаемому (RU 152498, U1, G01R 21/133, 17.11.2014), которое содержит блок фильтрации, измерительный трансформатор тока, включенный на выходе питающего нагрузку трансформатора, измерительный трансформатор напряжения, включенный параллельно нагрузке, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом питающего нагрузку трансформатора, блок измерения активной мощности и напряжения, управляющий вход которого соединен со вторым выходом блока управления, а первый и второй информационные входы, соединены, с выходами измерительного трансформатора тока и измерительного трансформатора напряжения, блок определения показателей регулирующих эффектов, вход которого соединен с выходом блока измерений активной мощности и напряжения, блок определения показателей регулирующих эффектов, вход которого соединен с выходом блока измерений активной мощности и напряжения и с первым информационным входом блока фильтрации, выполненного с возможностью фильтрации пар измерений, блок определения аномальных искажений, вход которого соединен с выходом блока определения показателей регулирующих эффектов, а сигнальный и информационные выходы соединены, соответственно, с управляющим и вторым информационным входом блока фильтрации, блок определения абсолютных значений базисной мощности, вход которого соединен с выходом блока фильтрации, блок определения относительных значений напряжения и мощности, первый вход которого соединен с выходом блока определения абсолютных значений базисной мощности, блок определения коэффициентов аппроксимации, вход которого соединен с выходом блока определения относительных значений напряжения и мощности, блок определения погрешности, вход которого соединен с выходом блока определения коэффициентов аппроксимации, и блок уточнения относительных значений базисной мощности, вход которого соединен с выходом блок определения погрешности, а выход - соединен со вторым входом блока определения относительных значений напряжения и мощности.A device is known that is close in technical and functional essence to the proposed one (RU 152498, U1,
Недостатком устройства является отсутствие блока учета влияния внешней электрической сети при обработке измерений, полученных в пассивном эксперименте, а также блока уменьшения дисперсии мощности, увеличивающейся при рассмотрении большого числа состояний исследуемой нагрузки, что может приводить к некорректным коэффициентам модели нагрузки.The disadvantage of the device is the lack of a block for accounting for the influence of an external electrical network when processing measurements obtained in a passive experiment, as well as a block for reducing the power dispersion, which increases when considering a large number of states of the load under study, which can lead to incorrect coefficients of the load model.
Задачей полезной модели является разработка устройства, позволяющего определять статические характеристики нагрузки по напряжению на основе измерений, полученных в пассивном эксперименте, с учетом влияния внешней электрической сети, а также учитывающего различные состояния нагрузки, что снизит общую дисперсию мощности и повысит точность определения коэффициентов модели статической характеристики нагрузки по напряжению.The objective of the utility model is to develop a device that makes it possible to determine the static characteristics of the load by voltage based on measurements obtained in a passive experiment, taking into account the influence of an external electrical network, and also taking into account various load conditions, which will reduce the overall power dispersion and increase the accuracy of determining the coefficients of the static characteristic model voltage loads.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей путем обеспечения определения статических характеристик нагрузки по напряжению на основе измерений, полученных при проведении экспериментов, в которых наблюдаются различные состояния нагрузки, с учетом влияния внешней электрической сети.The required technical result consists in expanding the functionality by providing the determination of the static characteristics of the voltage load based on measurements obtained during experiments in which various load states are observed, taking into account the influence of the external electrical network.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается путем введения в известное устройство дополнительных устройств. В частности, согласно полезной модели, введены:The problem is solved, and the required technical result is achieved by introducing additional devices into the known device. In particular, according to the utility model, the following are introduced:
измерительное устройство, подключенное к выходам вторичных цепей трансформатора, питающего нагрузку, выход которого соединен с входом блока накопления и предварительной обработки;a measuring device connected to the outputs of the secondary circuits of the transformer supplying the load, the output of which is connected to the input of the accumulation and pre-processing unit;
блок кластеризации, первый вход которого соединен с выходом блока накопления и предварительной обработки, второй вход соединен с выходом блока расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети, а выход соединен с входом блока расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению;a clustering unit, the first input of which is connected to the output of the accumulation and pre-processing unit, the second input is connected to the output of the unit for calculating the coefficients of the influence of the external electrical network, and the output is connected to the input of the unit for calculating the coefficients of the static voltage characteristic of the load;
блок расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети, на первый вход которого подается файл расчетной модели энергосистемы, второй вход соединен с выходом блока накопления и предварительной обработки, а выход соединен со вторым входом блока кластеризации;a block for calculating the coefficients of influence of an external electrical network, the first input of which is supplied with a file of the calculation model of the power system, the second input is connected to the output of the accumulation and pre-processing block, and the output is connected to the second input of the clustering block;
блок расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению, первый вход которого соединен с выходом блока накопления и предварительной обработки, а второй вход связан с выходом блока кластеризации.a block for calculating the coefficients of the static voltage characteristic of the load, the first input of which is connected to the output of the accumulation and pre-processing block, and the second input is connected to the output of the clustering block.
На чертежах представлены:The drawings show:
на фиг. 1 - функциональная схема устройства для определения статических характеристик нагрузки по напряжению с учетом влияния внешней электрической сети;in fig. 1 - functional diagram of a device for determining the static characteristics of the voltage load, taking into account the influence of an external electrical network;
на фиг. 2 - функциональная схема блока накопления и предварительной обработки;in fig. 2 - functional diagram of the block of accumulation and pre-processing;
на фиг. 3 - функциональная схема блока кластеризации;in fig. 3 - functional diagram of the clustering unit;
на фиг. 4 - функциональная схема блока расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети;in fig. 4 - functional diagram of the block for calculating the coefficients of influence of the external electrical network;
на фиг. 5 - функциональная схема блока расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению.in fig. 5 - functional diagram of the block for calculating the coefficients of the static characteristic of the voltage load.
На фиг. 1 представлены: измерительное устройство 1, подключенное к выводам вторичных цепей трансформатора Т1, питающего исследуемую нагрузку, блок накопления и предварительной обработки 2, блок кластеризации 3, блок расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети 4, блок расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению 5.In FIG. 1 shows: a
На фиг. 2 (внутренняя функциональная схема блока накопления и предварительной обработки 2) представлены: блок накопления измерений 6, блок фильтрации 7, программаторы 8 и 9, блок ввода данных 10.In FIG. 2 (internal functional diagram of the accumulation and preprocessing block 2) shows:
На фиг. 3 (внутренняя функциональная схема блока кластеризации 3) представлены: итератор 11, программаторы 12, 13, 14, 15 и двусторонний ограничитель 16.In FIG. 3 (internal functional diagram of clustering unit 3) shows:
На фиг. 4 (внутренняя функциональная схема блока расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети 4) представлены: интерфейс для загрузки расчетной модели энергосистемы 17, программатор 18, блок вычитания 19, делитель 20.In FIG. 4 (internal functional diagram of the block for calculating the coefficients of influence of the external electrical network 4) shows: an interface for loading the calculation model of the
На фиг. 5 (внутренняя функциональная схема блока расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению) представлены: программаторы 21, 22, 23.In FIG. 5 (internal functional diagram of the block for calculating the coefficients of the static load characteristic by voltage) shows:
Устройство для определения статических характеристик нагрузки по напряжению с учетом влияния внешней электрической сети (фиг. 1): входы измерительного устройства 1 подключены к вторичным цепям трансформатора, питающего исследуемую нагрузку. Выходы измерительного устройства 1 подключены к входам блока накопления и предварительной обработки 2. Первый выход блока накопления и предварительной обработки 2 соединен с первым входом блока кластеризации 3, второй - с входом блока расчетной модели 4, а третий - с первым входом блока расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению 5. Выход блока расчетной модели 4 соединен со вторым входом блока кластеризации 3. Выход блока кластеризации 3 подключен ко второму входу блока расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению 5.A device for determining the static characteristics of the voltage load, taking into account the influence of the external electrical network (Fig. 1): the inputs of the
Блок накопления и предварительной обработки 2 (фиг. 2): на первый, второй и третий входы блока накопления измерений 6 с выходов измерительного устройства 1 поступают измерения, соответствующие напряжению, активной и реактивной мощностям нагрузки. Выходы блока накопления измерений 6 соединены с входами блока фильтрации 7. Выходы блока фильтрации 7 подключены к входам программатора 8, в котором реализован алгоритм приведения измерений к общей оси времени. Выход программатора 8 связан с первым входом программатора 9, реализующего стандартизацию измерений за период времени. На первом выходе программатора 9 получается трехмерный массив стандартизированных измерений, который затем передается на первый вход блока кластеризации 3 (фиг. 1). На втором выходе программатора 9 получается массив средних значений измерений и их среднеквадратических отклонений размерностью 3×2, который затем передается на второй вход блока кластеризации 3 (фиг. 1). Первый выход блока ввода данных 10 подключен к четвертому входу блока накопления измерений 6, второй - ко второму входу блока расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению 5 (фиг. 5). Первый вход блока ввода данных 10 представляет собой интерфейс для ввода начального и конечного значений времени, образующих интервал времени, за который необходимо обработать измерения. Второй вход блока ввода данных 10 представляет собой интерфейс для ввода целочисленного значения базисного (номинального) напряжения исследуемого узла нагрузки.Accumulation and pre-processing block 2 (Fig. 2): the first, second and third inputs of the
Блок кластеризации 3 (фиг. 3): на первый вход итератора 11 с первого выхода программатора 9 поступает трехмерный массив стандартизированных измерений. Выход итератора 11 подключен к входу программатора 12, в котором вычисляется число кластеров, при котором скачок преобразованных искажений максимален. Первый выход программатора 12 связан с входом программатора 13, в котором выполняется кластеризация по алгоритму k-средних. После достижения 20-ти итераций, цикл в полученной петле из итератора 11, программаторов 12 и 13 останавливается, и на выход программатора 12 поступает число, соответствующее количеству кластеров, при котором скачок преобразованных искажений максимальный. Выход программатора 13 подключен ко второму входу итератора 11. Второй выход программатора 12 соединен со вторым входом программатора 14, где выполняется ЕМ-алгоритм кластеризации данных. На первый вход программатора 14 с первого выхода программатора 9 поступает трехмерный массив стандартизированных измерений. На выходе программатора 14 получаются массивы, соответствующие параметрам распределения кластеров, которые поступают на первый вход программатора 15, где выполняется обратная стандартизация параметров распределения и преобразование параметров распределения с учетом влияния внешней электрической сети. На второй вход программатора 15 со второго выхода программатора 9 поступают средние значения измерений и их среднеквадратические отклонения. На третий вход программатора 15 с выхода блока расчетной модели 4 (фиг. 4) поступают значения коэффициентов влияния внешней электрической сети. Выходы программатора 15 связаны с входами двухстороннего ограничителя 16, на выходе которого получают параметры распределения отобранных кластеров, которые затем поступают на первый вход блока расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению 5 (фиг. 5).Block clustering 3 (Fig. 3): the first input of the
В блоке расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети 4 (фиг. 4) на вход интерфейса 17 поступает расчетная модель энергосистемы, в которой задан нагрузочный узел. Выход интерфейса 17 подключен к первому входу программатора 18, на второй вход программатора 18 поступают средние значения напряжения, активной и реактивной мощностей в узле нагрузки со второго выхода программатора 9. В программаторе 18 выполняется установка полученных средних значений в заданном узле нагрузки и расчет электрического режима, затем осуществляется приращение активной мощности и соответствующее ему приращение реактивной мощности, выполняется повторный расчет режима. Выход программатора 18, на который поступают исходные и измененные значения активной и реактивной мощностей нагрузки и напряжения в узле нагрузки, подключен к входу блока вычитания 19. Выход блока вычитания 19 соединен с входом делителя 20. На выходе делителя 20 получаются значения коэффициентов влияния внешней электрической сети.In the block for calculating the coefficients of influence of the external electrical network 4 (Fig. 4), the input of the
Блок расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению 5 (фиг. 5): на вход программатора 21 с выхода двухстороннего ограничителя 16 блока кластеризации 3 (фиг. 3) поступают преобразованные параметры распределения отобранных кластеров. Первый выход программатора 21 подключен к первому входу программатора 22, на второй вход программатора 22 с выхода блока ввода данных 10 поступает значение базисного напряжения в узле нагрузки. На втором выходе программатора 21, подключенного ко второму входу программатора 23, формируется массив весов отобранных кластеров. На выходе программатора 22 формируются массивы двух пар коэффициентов линейной статической характеристики нагрузки по напряжению, соответствующие параметрам распределения отобранных кластеров. Выход программатора 22 подключен к первому входу программатора 23, в котором вычисляются средневзвешенные значения коэффициентов линейных статических характеристик нагрузки по напряжению в относительных единицах.The block for calculating the coefficients of the static voltage characteristic of the load 5 (Fig. 5): the input of the
Блок накопления измерений 6, блок фильтрации 7, программаторы 8, 9, 12, 13, 14, 15, 18, 21, 22, 23, итератор 11, двухсторонний ограничитель 16, блок 19 вычитания, блок 20 деления могут быть выполнены на микроконтроллерах серии 8051 производителя atmel AT89LP Microchip Technology Inc. или 1882 ВЕ53У AO «НИИЭТ» (г. Воронеж).
Устройство для определения статических характеристик нагрузки по напряжению с учетом влияния внешней электрической сети работает следующим образом. Уменьшение дисперсии мощности, которая приводит к искажению коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению, достигается за счет: фильтрации измерений по правилу «трех сигм», приведения их к общей оси времени и стандартизация в блоке накопления и предварительной обработки 2; выделения состояний нагрузки кластеризацией, которая выполняется в блоке кластеризации 3. В блок расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети 4 загружается расчетная модель энергосистемы, а также средние значения напряжения, активной и реактивной мощностей из блока накопления и предварительной обработки 2. Вычисление коэффициентов влияния внешней электрической сети происходит путем последовательного расчета электрического режима с загруженными параметрами режима в узле нагрузки (исходными) и измененными значениями активной и реактивной мощностей, при которых изменяется значение напряжения в узле нагрузки. Коэффициенты влияния внешней электрической сети вычисляются как отношение приращения напряжения в узле нагрузки к соответствующему приращению активной или реактивной мощности.A device for determining the static characteristics of the voltage load, taking into account the influence of an external electrical network, operates as follows. Reducing the power dispersion, which leads to the distortion of the coefficients of the static voltage characteristic of the load, is achieved by: filtering the measurements according to the “three sigma” rule, bringing them to a common time axis and standardizing in the accumulation and preprocessing
Учет влияния внешней электрической сети выполняется в блоке кластеризации 3, куда поступают вычисленные значения коэффициентов влияния внешней электрической сети, и выполняется преобразование параметров распределения найденных кластеров, их отбор по заданным критериям, что обеспечивает исключение малозначимых кластеров или кластеров с аномальными параметрами распределения.Accounting for the influence of the external electrical network is performed in
Непосредственное вычисление коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению выполняется в блоке расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению 5 при помощи скорректированных с учетом реакции сети параметров распределения отобранных кластеров, а также вычисленных базовых значений активной и реактивной мощностей, соответствующих заданному базовому напряжению, служащих для перевода коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению в относительные единицы. Итоговые коэффициенты статической характеристики нагрузки по напряжению - это средневзвешенные значения коэффициентов статических коэффициентов нагрузки по напряжению, полученных для каждого отобранного кластера по их весам.The direct calculation of the coefficients of the static load characteristic by voltage is performed in the block for calculating the coefficients of the static load characteristic by
Для реализации функций устройства для определения статических характеристик нагрузки по напряжению с учетом влияния внешней электрической сети с помощью измерительного устройства 1 получают измерения напряжения, активной и реактивной мощностей для узла нагрузки. Затем измерения передаются на входы блока накопления и предварительной обработки 2, где в блоке накопления 6 измерения накапливаются за период, сформированный в блоке ввода данных 10. Далее измерения поступают в блок фильтрации 7, где из накопленных измерений исключаются те, которые не удовлетворяют неравенству (1):To implement the functions of the device for determining the static characteristics of the voltage load, taking into account the influence of the external electrical network, using the
где Xi - исходное значение i-го измерения; - математическое ожидание (выборочное среднее) исходного массива t измерений; - среднеквадратическое отклонение исходного массива t измерений.where X i - the initial value of the i-th dimension; - mathematical expectation (sample mean) of the initial array of t measurements; - standard deviation of the initial array of t measurements.
Отфильтрованные в блоке фильтрации 7 измерения, поступают в программатор 8, где выполняется приведение измерений к общей оси времени. Приведение измерений к общей оси времени состоит в том, что каждому отфильтрованному измерению напряжения в соответствие устанавливается пара измерений активной и реактивной мощностей: если в какой-либо момент времени измерение какого-либо параметра отсутствует, но имеется значение другого, то в качестве текущего значения отсутствующего параметра используется его предыдущее измерение. Приведенные к общей оси времени измерения, сводятся в один трехмерный массив.The measurements filtered in the
Сформированный трехмерный массив поступает в программатор 9, где выполняется стандартизация измерений по формуле (2):The generated three-dimensional array enters the
где xi - стандартизированное i-ое измерение.where x i is the standardized i-th dimension.
После стандартизации на первом выходе программатора 9 формируется трехмерный массив стандартизированных измерений, на втором выходе формируется массив размерностью 3×2, в котором в качестве элементов располагаются средние значения измерений и их среднеквадратические отклонения.After standardization, at the first output of the
Полученный на выходе блока накопления и предварительной обработки 2 трехмерный массив измерений, поступает в блок кластеризации 3, где на вход итератора 11 поступает трехмерный массив стандартизированных измерений. После поступления трехмерного массива стандартизированных измерений значение счетчика итератора устанавливается равным 1. Значение счетчика итератора и трехмерный массив стандартизированных измерений поступают на вход программатора 12, в котором выполняется расчет скачка преобразованных искажений по формуле (3) и запоминание значения счетчика итератора 11, при котором значения скачка получилось максимальным (формула (4)):The three-dimensional array of measurements obtained at the output of the accumulation and
, ,
где Jk - значение скачка преобразованных искажений,where J k is the jump value of the converted distortions,
- значение внутрикластерной дисперсии (искажения) при числе кластеров k и числе измерений в k-ом кластере j - индекс параметра (1 - напряжение, 2 - активная мощность, 3 - реактивная мощность), - степень трансформации. - the value of intracluster dispersion (distortion) with the number of clusters k and the number of measurements in the kth cluster j - parameter index (1 - voltage, 2 - active power, 3 - reactive power), - degree of transformation.
После расчета значения Jk в программаторе 12, трехмерный массив стандартизированных измерений и текущее значение счетчика итератора поступают на вход программатора 13, где выполняется кластеризация по алгоритму k-средних с числом кластеров k+1. На выходе программатора 13 каждой строке трехмерного массива присваивается метка принадлежности какому-либо кластеру. После кластеризации измерения и переменная, соответствующая счетчику итератора 11, поступают на вход итератора 11, где значение счетчика итератора увеличивается на 1. После достижения счетчиком итератора 11 значения 20, с выхода программатора 12 на второй вход программатора 14 поступают стандартизированные измерения, а на первый вход - значение n счетчика итератора, при котором значение Jk было максимальным.After calculating the value of J k in the
В программаторе 14 выполняется кластеризация стандартизированных измерений при числе кластеров n по ЕМ-алгоритму. На выходе программатора 14 получаются массивы весов и параметров распределения кластеров. Массивы поступают на первый вход программатора 15, в котором выполняется обратная стандартизация параметров распределения. Для выполнения обратной стандартизации по формуле (5) и пересчета элементов ковариационных матриц кластеров (параметров распределения) по формуле (6) на второй вход программатора 15 поступает массив со второго выхода программатора 9.The
где a, b - номера индексов, соответствующих размерностям массива измерений; - элемент ковариационной матрицы k-го кластера а-ой строки и b-ого столбца, приведенный к исходным данным; - элемент ковариационной матрицы k-го кластера а-ой строки и b-ого столбца, полученный при кластеризации ЕМ-алгоритмом.where a , b - numbers of indices corresponding to the dimensions of the array of measurements; - element of the covariance matrix of the k-th cluster of the a -th row and b-th column, reduced to the original data; - element of the covariance matrix of the k-th cluster of the а -th row and b-th column, obtained by clustering by the EM-algorithm.
На третий вход программатора 15 поступают значения коэффициентов влияния внешней электрической сети, определенные в блоке расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети 4. С их учетом выполняют преобразования параметров распределения по формулам (7)-(12):The third input of the
где - дисперсии соответственно напряжения, активной и реактивной мощностей k-го кластера, полученные в условиях влияния внешней электрической сети; - корреляционные моменты между напряжением и активной мощностью, напряжением и реактивной мощностью, активной и реактивной мощностями соответственно, полученные в условиях влияния внешней электрической сети; kP, kQ - коэффициенты влияния внешней электрической сети, определяемые как отношения малых приращений напряжения в узле нагрузки, вызванные приращениями активной и реактивной мощности нагрузки, к активной или реактивной мощности нагрузки соответственно.Where - variances of voltage, active and reactive power of the k-th cluster, respectively, obtained under the influence of an external electrical network; - correlation moments between voltage and active power, voltage and reactive power, active and reactive power, respectively, obtained under the influence of an external electrical network; k P , k Q - coefficients of influence of the external electrical network, defined as the ratio of small voltage increments in the load node, caused by increments of the active and reactive power of the load, to the active or reactive power of the load, respectively.
Выходы программатора 15 связаны с входами двухстороннего ограничителя 16, на выходе которого получают параметры распределения отобранных кластеров. В программаторе 15 для отбора значимых кластеров определяют максимальное значение веса кластера wmax и минимальное значение определителя ковариационной матрицы |Kmin|, рассчитывают среднеквадратичные отклонения σw, и σ|K| весов кластеров wk и определителей ковариационных матриц |Kk| соответственно. Наиболее значимые кластеры будут иметь веса, определяемые согласно формуле (13):The outputs of the
и значения определителей ковариационных матриц, вычисляемые согласно формуле (14):and values of determinants of covariance matrices calculated according to formula (14):
В блоке расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети 4, с помощью загруженной через интерфейс 17 расчетной модели энергосистемы, в которой задан нагрузочный узел, и подключенного к нему через первый вход программатора 18, ко второму входу которого от программатора 9 поступают средние значения напряжения, активной и реактивной мощностей в узле нагрузки, выполняется расчет коэффициентов влияния внешней электрической сети. Вначале в программаторе 18 выполняется установка полученных средних значений активной и реактивной мощностей и напряжения в заданном узле нагрузки, затем осуществляется приращение активной мощности и соответствующее ему с текущим коэффициентом мощности приращение реактивной мощности, и выполняется повторный расчет режима.In the block for calculating the coefficients of influence of the external
Исходные и измененные значения параметров режима в узле нагрузки, поступают на выход программатора 18, откуда они далее поступают на вход блока вычитания 19, где из измененных значений вычитаются исходные значения параметров режима. Полученные на выходе блока вычитания 19 значения, поступают на вход делителя 20, где вычисляются значения коэффициентов влияния внешней электрической сети kP и kQ по формулам (15) и (16) соответственно:The original and changed values of the mode parameters in the load node are fed to the output of the
где ΔР, ΔQ - приращение активной мощности нагрузки и соответствующее ему приращение реактивной мощности нагрузки, ΔU - приращение напряжения в узле нагрузки, вызванное приращениями ΔР и ΔQ.where ΔР, ΔQ - increment of the active power of the load and the corresponding increment of the reactive power of the load, ΔU - increment of the voltage in the load node caused by the increments of ΔР and ΔQ.
Полученные на выходе делителя 20 значения kP и kQ, поступают на третий вход программатора 15.The values k P and k Q obtained at the output of the
Преобразованные параметры распределения отобранных кластеров, с выхода двухстороннего ограничителя 16 поступают в блок расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению 5. На вход программатора 21 с выхода двухстороннего ограничителя 16 поступают преобразованные параметры распределения отобранных кластеров. В программаторе 21 производится расчет коэффициентов линейной статической характеристики нагрузки по напряжению в именованных единицах по формулам (17):The converted distribution parameters of the selected clusters are fed from the output of the two-
где - коэффициенты наклона линий регрессии активной и реактивной мощностей на напряжение k-го кластера; - значения активной и реактивной мощностей нагрузки k-го кластера при напряжении - математические ожидания напряжения, активной и реактивной мощностей k-го кластера.Where - slope coefficients of regression lines of active and reactive power for the voltage of the k-th cluster; - values of active and reactive power of the load of the k-th cluster at voltage - mathematical expectations of voltage, active and reactive power of the k-th cluster.
Полученные коэффициенты в именованных единицах, с первого выхода программатора 21 поступают на первый вход программатора 22. На втором выходе программатора 21 формируется одномерный массив весов отобранных кластеров, который поступает на первый вход программатора 23. На второй вход программатора 22 поступает базисное напряжение UБАЗ, введенное в блоке ввода данных 10. В программаторе 22 выполняются преобразования коэффициентов в относительные единицы по формулам (18):The obtained coefficients in named units, from the first output of the
где РБАЗ и QБА3 - базовые значения активной и реактивной мощностей k-го кластера, соответствующие активной и реактивной мощностям нагрузки при определяемые по формулам (19):where P BAZ and Q BA3 are the basic values of the active and reactive powers of the k-th cluster, corresponding to the active and reactive powers of the load at determined by formulas (19):
Полученные для каждого кластера значения коэффициентов а 0, a 1, b0, b1, объединяются в массив, формируемый на выходе программатора 22. Выход программатора 22 связан со вторым входом программатора 23.The values of the coefficients a 0 , a 1 , b 0 , b 1 obtained for each cluster are combined into an array formed at the output of the
Итоговые значения коэффициентов а 0, a 1, b0, b1 линейной модели статических характеристик нагрузки по напряжению для активной и реактивной мощностей вычисляются в программаторе 23 как средневзвешенные значения соответствующих коэффициентов для выбранных n кластеров по формуле (20):The final values of the coefficients a 0 , a 1 , b 0 , b 1 of the linear model of the static characteristics of the voltage load for active and reactive power are calculated in the
где х - коэффициент a 0, a 1, b0 или b1.where x is the coefficient a 0 , a 1 , b 0 or b 1 .
В результате на выходе программатора 23 получают линейную статическую характеристику нагрузки по напряжению, коэффициенты которой равны средневзвешенным значениям коэффициентов линейной регрессии каждого отобранного кластера.As a result, at the output of the
В качестве искомых статических характеристик нагрузки по напряжению принимаются линейные функции (21):Linear functions (21) are taken as the desired static characteristics of the voltage load:
Таким образом, благодаря введению измерительного устройства 1, блока кластеризации 3, в котором выполняется кластеризация и преобразование параметров распределения кластеров с отбором наиболее значимых кластеров, блока расчета коэффициентов влияния внешней электрической сети 4, в котором выполняется расчет коэффициентов влияния внешней электрической сети для активной и реактивной мощностей и блока расчета коэффициентов статической характеристики нагрузки по напряжению 5, в котором вычисляются итоговые коэффициенты линейных статических характеристик нагрузки по напряжению, достигнут требуемый технический результат.Thus, due to the introduction of the measuring
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU218397U1 true RU218397U1 (en) | 2023-05-24 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU69262U1 (en) * | 2007-06-04 | 2007-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | DEVICE FOR DETERMINING THE CURRENT PRIMARY AND SECONDARY PARAMETERS OF THE ELECTRIC TRANSMISSION LINE |
RU152498U1 (en) * | 2014-11-17 | 2015-06-10 | Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" | DEVICE FOR DETERMINING STATIC CHARACTERISTICS OF LOAD VOLTAGE WITH PROTECTION AGAINST ANOMALOUS DISTORTIONS |
CN107851047A (en) * | 2015-05-22 | 2018-03-27 | 动力指纹股份有限公司 | System, the method and apparatus for performing intrusion detection and analyzing using the power feature of such as side channel information |
RU192192U1 (en) * | 2019-02-19 | 2019-09-06 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНСАЙТ - Менеджмент" | Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU69262U1 (en) * | 2007-06-04 | 2007-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | DEVICE FOR DETERMINING THE CURRENT PRIMARY AND SECONDARY PARAMETERS OF THE ELECTRIC TRANSMISSION LINE |
RU152498U1 (en) * | 2014-11-17 | 2015-06-10 | Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" | DEVICE FOR DETERMINING STATIC CHARACTERISTICS OF LOAD VOLTAGE WITH PROTECTION AGAINST ANOMALOUS DISTORTIONS |
CN107851047A (en) * | 2015-05-22 | 2018-03-27 | 动力指纹股份有限公司 | System, the method and apparatus for performing intrusion detection and analyzing using the power feature of such as side channel information |
RU192192U1 (en) * | 2019-02-19 | 2019-09-06 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНСАЙТ - Менеджмент" | Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Enhanced online model identification and state of charge estimation for lithium-ion battery under noise corrupted measurements by bias compensation recursive least squares | |
Berkowitz | Conditions for network-element-value solvability | |
US10353007B2 (en) | Rechargeable battery parameter estimation apparatus and rechargeable battery parameter estimation method for calculating first and second coefficients which are partial derivatives of an estimated value of the battery state-of-charge | |
CN113126019B (en) | Remote estimation method, system, terminal and storage medium for error of intelligent ammeter | |
CN106549396B (en) | Multi-objective probability reactive power optimization method for power distribution network | |
CN112630659A (en) | Lithium battery SOC estimation method based on improved BP-EKF algorithm | |
US20230204679A1 (en) | Battery impedance spectra measurement | |
CN113702838B (en) | Lithium ion battery state of charge estimation method based on disturbance observer | |
CN115173403A (en) | Distributed voltage control method and device for active power distribution network and terminal equipment | |
CN108445422A (en) | Battery charge state evaluation method based on polarizing voltage recovery characteristics | |
RU218397U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING STATIC VOLTAGE LOAD CHARACTERISTICS TAKING INTO ACCOUNT THE INFLUENCE OF THE EXTERNAL ELECTRIC NETWORK | |
CN108054757A (en) | A kind of embedded idle and voltage N-1 Close loop security check methods | |
CN115964607A (en) | Method and device for checking electric energy meter verification equipment | |
Zhao et al. | State-of-charge estimation using data fusion for vanadium redox flow battery | |
CN115441457A (en) | Rapid reliability assessment method, device and storage medium for new energy power system | |
CN115201563A (en) | Multi-harmonic source positioning method and system based on joint entropy | |
CN118209864A (en) | Lithium battery power state estimation method, system, storage medium and equipment | |
CN117452234B (en) | SOC estimation method and system for improving fusion of parameter identification and infinite algorithm | |
CN112485672A (en) | Battery state determination method and device | |
CN117454289A (en) | Low-voltage distribution area household relationship identification method and storage medium | |
CN116893351A (en) | Lithium ion battery performance index estimation method, storage medium and equipment | |
CN117074947A (en) | Battery parameter estimation method, apparatus, device, storage medium, and program product | |
CN116298670A (en) | Intelligent fault positioning method and system suitable for multi-branch distribution line | |
CN109327026B (en) | Low-voltage distribution network interval state estimation method | |
Warsza et al. | Method of estimation uncertainties of indirect multivariable measurements including the accuracy of processing function as extension of GUM-S2 |