基于多时段量测的电网设备参数辨识与估计方法研究

论文摘要

电网设备参数的准确性是各种电网分析计算软件的基础。由于各种原因,线路及变压器的参数往往存在一些错误,从而影响到在线或离线计算程序的可信度。针对这一问题,本文基于多时段PMU或SCADA量测数据,进行了参数辨识和参数估计方法的研究。具体研究内容如下:①充分考虑随机量测误差的正态分布特点,提出了分别基于单一设备多时段PMU和SCADA量测的两种错误参数均值辨识法。两种方法先是基于线路、双绕组和三绕组变压器的等值电路模型,分别建立PMU和SCADA量测信息的单一设备同一时段的综合标么值残差指标,以综合反映量测与参数误差对残差的影响;然后以方差系数为收敛条件,求取多时段综合残差代数和均值的绝对值(T指标),以突出参数误差对综合残差均值的影响;最后根据综合残差均值的大小来辨识设备的参数错误。论文分析了文献错误参数综合残差平方和均值辨识法存在的问题,并通过仿真分析验证了本文方法的有效性。②针对参数估计值受量测误差影响而随机变化的问题,分别基于三绕组变压器三侧的PMU和SCADA多时段量测信息,提出了变压器电抗参数的两种抗差估计方法。两种方法先以变压器三侧的支路电流向量、中性点电压及电抗参数为状态变量,分别建立三绕组变压器的多时段PMU和SCADA量测方程及对应的增广最小二乘电抗参数估计模型,并采用高斯牛顿法求解。然后,以变压器电抗参数的最小二乘估计值为样本,以随机样本的方差系数门槛值为收敛判据,迭代计算变压器电抗参数最小二乘估计值的均值,并将其作为最终的参数估计值。考虑典型500kV三绕组变压器的不同负载水平,仿真分析了其最小二乘参数估计值的随机变化特点,同时验证了论文模型与方法的有效性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 参数辨识的研究现状
• 1.2.2 参数估计的研究现状
• 1.2.3 参数辨识与估计方法的小结
• 1.3 论文的主要内容
• 2 电力系统参数辨识与估计基础
• 2.1 参数辨识与估计的数据基础
• 2.1.1 SCADA 数据的特点
• 2.1.2 PMU 数据的特点
• 2.2 参数辨识的理论基础
• 2.2.1 参数辨识的基本原理
• 2.2.2 错误参数综合残差平方和均值辨识法
• 2.3 参数估计的理论基础
• 2.3.1 参数估计的基本原理
• 2.3.2 最小二乘法
• 2.4 小结
• 3 基于多时段量测的电网设备参数辨识方法
• 3.1 引言
• 3.2 参数辨识指标T
• 3.2.1 指标T 的构造思路
• 3.2.2 单台设备错误参数辨识的T 指标
• 3.3 基于指标T 的参数辨识法
• 3.3.1 指标T 的均值收敛判据
• 3.3.2 基于指标T 的参数辨识步骤
• 3.4 仿真分析
• 3.4.1 不考虑固定误差的T 指标参数辨识法仿真分析
• 3.4.2 考虑固定误差的T 指标参数辨识法适用性分析
• 3.4.3 基于实际数据的T 指标参数辨识法仿真分析
• 3.5 小结
• 4 三绕组变压器的参数估计方法
• 4.1 引言
• 4.2 三绕组变压器的参数估计模型
• 4.2.1 变压器最小二乘参数估计的传统模型
• 4.2.2 变压器最小二乘参数估计的新模型
• 4.2.3 RPEM 模型和NPEM 模型
• 4.3 三绕组变压器的抗差估计方法
• 4.3.1 三绕组变压器的最小二乘参数估计
• 4.3.2 电抗参数最小二乘估计值的均值计算方法
• 4.4 仿真分析
• 4.4.1 不考虑固定误差的三绕组变压器参数估计的仿真分析
• 4.4.2 考虑固定误差的三绕组变压器参数估计的适用性分析
• 4.4.3 基于实际数据的三绕组变压器参数估计的仿真分析
• 4.5 小结
• 5 总结与展望
• 5.1 本文的主要结论
• 5.2 有待于进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录 A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• 附录 B 作者在攻读硕士学位期间作为主研人员参与的项目