對(duì)電網(wǎng)主網(wǎng)中設(shè)備、線路參數(shù)的辨識(shí)問(wèn)題的數(shù)據(jù)質(zhì)量提升方法分析

周立德 張銳 徐睿烽

摘 要：潮流計(jì)算結(jié)果與實(shí)際量測(cè)值的偏差較大，主網(wǎng)中設(shè)備與線路的參數(shù)會(huì)隨著運(yùn)行老化與環(huán)境變化而偏離出場(chǎng)標(biāo)定值，主網(wǎng)調(diào)度員在進(jìn)行開(kāi)關(guān)斷路模擬時(shí)，發(fā)現(xiàn)潮流計(jì)算理論功率值與真實(shí)功率值相差較大，致使潮流計(jì)算去查偏大沒(méi)有參考價(jià)值。為此本文提出電網(wǎng)主網(wǎng)中設(shè)備、線路參數(shù)的辨識(shí)問(wèn)題的數(shù)據(jù)質(zhì)量提升方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)質(zhì)量;潮流計(jì)算;數(shù)據(jù)修正;質(zhì)量檢查

0 引言

潮流計(jì)算結(jié)果與實(shí)際量測(cè)值的偏差較大，最大偏差可達(dá)30%，主網(wǎng)中設(shè)備與線路的參數(shù)會(huì)隨著運(yùn)行老化與環(huán)境變化而偏離出場(chǎng)標(biāo)定值，而主站系統(tǒng)中的對(duì)應(yīng)參數(shù)仍為其出廠參數(shù)。主網(wǎng)調(diào)度員在進(jìn)行開(kāi)關(guān)斷路模擬時(shí)，發(fā)現(xiàn)潮流計(jì)算理論功率值與真實(shí)功率值相差較大。調(diào)度員僅憑借現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)觀察偏差，發(fā)現(xiàn)各設(shè)備與線路參數(shù)在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中偏離出廠設(shè)定且實(shí)際參數(shù)無(wú)法量測(cè)，因而無(wú)法在主站系統(tǒng)中更新參數(shù)，沒(méi)有方法校驗(yàn)潮流計(jì)算的誤差范圍，致使潮流計(jì)算去查偏大沒(méi)有參考價(jià)值。由于潮流計(jì)算的模型巨大與參數(shù)眾多，目前主網(wǎng)多次嘗試提升潮流計(jì)算精度但都無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。本文提出電網(wǎng)主網(wǎng)中設(shè)備、線路參數(shù)的辨識(shí)問(wèn)題的數(shù)據(jù)質(zhì)量提升方法[1，2]，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高。

1 計(jì)算模型

潮流計(jì)算在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒃?shù)和發(fā)電、負(fù)荷參量條件下，計(jì)算穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)PQU在電力網(wǎng)中的分布，通常采用牛頓-拉夫遜法迭代求解，潮流平衡方程如下：

2 整體流程

獲取潮流計(jì)算拓?fù)淠Ｐ秃统绷饔?jì)算某斷面所需參數(shù)，檢查數(shù)據(jù)完整性與一致性，要求主網(wǎng)內(nèi)信息一致，并核查潮流內(nèi)參數(shù)缺失、重復(fù)情況，參數(shù)包含傳輸線路參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、開(kāi)關(guān)信號(hào)參數(shù)和時(shí)間戳信息。如果存在數(shù)據(jù)質(zhì)量不合格情況[3，4]，記錄錯(cuò)誤數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)重傳等數(shù)據(jù)同步機(jī)制;如果數(shù)據(jù)質(zhì)量合格，數(shù)據(jù)一致性檢查，并允許進(jìn)行潮流計(jì)算，根據(jù)潮流計(jì)算模型與某斷面參數(shù)搭建潮流計(jì)算平臺(tái)，接著使用牛頓迭代進(jìn)行潮流計(jì)算，并獲取潮流實(shí)際參數(shù)。判斷某時(shí)刻斷面數(shù)據(jù)潮流是否收斂，如果沒(méi)有收斂，調(diào)取臺(tái)帳、計(jì)量數(shù)據(jù)并檢查設(shè)備信息是否匹配，接著記錄錯(cuò)誤數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)重傳等數(shù)據(jù)同步機(jī)制，并返回?cái)?shù)據(jù)質(zhì)量校驗(yàn)?zāi)K;如果某時(shí)刻斷面數(shù)據(jù)潮流收斂，于是啟用系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)識(shí)，并識(shí)別偏差較大線路或設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，接著提取偏差過(guò)大設(shè)備或線路一段事件內(nèi)參數(shù)，如功率、電壓、電流、阻抗和變比等，將輸入端參數(shù)作為輸入，輸出端參數(shù)作為輸出，輸入測(cè)量誤差至設(shè)備/線路模型，根據(jù)系統(tǒng)辨識(shí)原則判斷是否達(dá)到要求，如果沒(méi)有達(dá)到要求，修改設(shè)備/線路模型參數(shù)，于是輸入測(cè)量誤差至設(shè)備/線路模型;如果達(dá)到要求，輸出辨識(shí)參數(shù)，修改潮流中的設(shè)備信息。判斷是否完成所有誤差過(guò)大設(shè)備/線路系統(tǒng)辨識(shí)，如果未完成，返回啟用系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)階段;如果完成，則重新進(jìn)行潮流計(jì)算，比較理論結(jié)果與實(shí)際功率關(guān)系。最后判斷誤差是否減小，如果減小，系統(tǒng)辨識(shí)運(yùn)行參數(shù)結(jié)束;如果沒(méi)有減小，駁回辨識(shí)結(jié)果，并沿用原臺(tái)帳數(shù)據(jù)并記錄潮流無(wú)法辨識(shí)信息。

2.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量提升

首先由計(jì)量系統(tǒng)得到越限警告，核查越限處數(shù)據(jù)是否有缺失、重復(fù)、格式錯(cuò)誤，如果數(shù)據(jù)有問(wèn)題，結(jié)束質(zhì)量檢查;再判斷數(shù)據(jù)有問(wèn)題的次數(shù)，生成錯(cuò)誤報(bào)告，結(jié)束質(zhì)量檢查，如果數(shù)據(jù)多次沒(méi)有問(wèn)題，從省海量平臺(tái)重新下載數(shù)據(jù)。提取報(bào)警數(shù)據(jù)，校驗(yàn)警報(bào)信息的完整性，包括報(bào)警數(shù)據(jù)的時(shí)間、地點(diǎn)、設(shè)備編號(hào)、報(bào)警類型與嚴(yán)重程度，并且需要檢查報(bào)警時(shí)間是否缺失。報(bào)警地點(diǎn)與報(bào)警設(shè)備線路需要相匹配，報(bào)警設(shè)備編號(hào)與臺(tái)賬數(shù)據(jù)信息需要匹配等。等待報(bào)警類型提取確認(rèn)，查看是否存在明顯誤報(bào)信息，如圖1所示。

2.2 數(shù)據(jù)校驗(yàn)

首先采用遞推閉環(huán)系統(tǒng)辨識(shí)的方法辨識(shí)設(shè)備參數(shù)，遞推方法可以減小算法的復(fù)雜度，避免維數(shù)災(zāi)難;閉環(huán)辨識(shí)可以避免辨識(shí)過(guò)程對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，具體方法可選用最小二乘法、極大似然法、閉環(huán)子空間辨識(shí)法等。以最小二乘法為例，辨識(shí)準(zhǔn)則式為：

其中y（t）為實(shí)測(cè)待辯識(shí)設(shè)備的量測(cè)數(shù)據(jù)，x（t）為依據(jù)辨識(shí)所得模型計(jì)算得到的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)修正和駁回

記待辨識(shí)參數(shù)為0～，遞推最小二乘法的初值可以取為0～（0）=0，P（0）=aI，a為足夠大的正數(shù)，每次迭代需要按照如下方法進(jìn)行計(jì)算。

首先開(kāi)始系統(tǒng)辨識(shí)，接著設(shè)定初值，使用新參數(shù)計(jì)算潮流，判斷新參數(shù)是否滿足閾值，如果滿足輸出當(dāng)前參數(shù)作為新參數(shù);如果不滿足，則判斷是否已用所有數(shù)據(jù)，如果滿足輸出當(dāng)前參數(shù)作為新參數(shù);如果不滿足，則輸入下一時(shí)刻數(shù)據(jù)你，并迭代計(jì)算并更新參數(shù)。然后采用辨識(shí)得到的參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算，并輸出辨識(shí)所得參數(shù)及準(zhǔn)確度。若潮流計(jì)算誤差有所減小，則接受新參數(shù)，出具臺(tái)帳數(shù)據(jù)變工單[5，6]。若使用辨識(shí)所得參數(shù)進(jìn)行潮流計(jì)算后，誤差未有改善，則駁回辨識(shí)數(shù)據(jù)，沿用原臺(tái)帳數(shù)據(jù)。辨識(shí)與數(shù)據(jù)修正和駁回流程如圖2所示。

3 結(jié)語(yǔ)

本文提出電網(wǎng)主網(wǎng)中設(shè)備、線路參數(shù)的辨識(shí)問(wèn)題的數(shù)據(jù)質(zhì)量提升方法，從數(shù)據(jù)質(zhì)量提升、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)修正和數(shù)據(jù)駁回三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)質(zhì)量提高。

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