專利名稱：基于新息圖法的電力系統(tǒng)負荷突變辨識方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于新息圖法的電力系統(tǒng)負荷突變辨識方法，屬于電力系統(tǒng)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
狀態(tài)估計有靜態(tài)狀態(tài)估計和動態(tài)狀態(tài)估計兩種，其重要作用之一是對電力系統(tǒng)不 正常事件進行識別。一般所講的電力系統(tǒng)不正常事件包括負荷突變、不良數(shù)據(jù)和拓撲錯誤 等三類，不良數(shù)據(jù)和負荷突變引起的結(jié)果，在具有預(yù)報功能的狀態(tài)估計中都表現(xiàn)為較大的 新息矢量元素值，在靜態(tài)狀態(tài)估計中，皆表現(xiàn)為較大的殘差。對于不良數(shù)據(jù)和拓撲錯誤的辨 識，學(xué)者們已經(jīng)研究了很多，對負荷突變的研究則相對較少，仍然還沒有很好的解決。
文獻“電力系統(tǒng)動態(tài)狀態(tài)估計中不正常事件的處理”(張伯明，王世纓，相年 德.中國電機工程學(xué)報，1993，13 (3) :52-58.)和文獻“電力系統(tǒng)實時運行狀態(tài)的估計和 預(yù)報”(張伯明等.中國電機工程學(xué)報，1991年增刊，68-74)中將原來使用的自適應(yīng)指數(shù) 平滑預(yù)報方法的參數(shù)調(diào)整過程停止，直接取最新的狀態(tài)估計值作為一步向前的預(yù)報，并記 下模型中的傾斜分量，當(dāng)突然變化過去之后再重新啟動預(yù)報過程。文獻“Dynamic state estimationincluding anomaly detection and identification for power systems，，(電 力系統(tǒng)動態(tài)狀態(tài)估計中不良量測的檢測與辨識，K. Nishiya, J. Hasegawa, T.Koike. IEEE Trans PffRS, 1982，129(5) :192-198.)所述方法是當(dāng)檢測到負荷突變時，在之后的幾個時間 斷面上增大測量權(quán)重，相當(dāng)于動態(tài)狀態(tài)估計退化為靜態(tài)狀態(tài)估計，在這幾個時間斷面上都 失去了動態(tài)狀態(tài)估計的優(yōu)越性。文獻Leite da Silva A Μ, Alves da Silva A P. Online topology determination andbad data suppression in power system operation using artificial neural networks (電力系統(tǒng)拓撲錯誤與不良數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識方法，Souza JCS, IEEE Trans PffRS,1998,13(3) :796-803.)禾Π 文獻 Alves da Silva A. P. Data debugging for real-time power system monitoringbased on pattern analysis ( 于 模式分析的電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，Souza J. C. S,Leite daSilva Α. Μ, IEEE Trans PffRS, 1996,11(3) :1592-1599.)提出的識別方法是在運行狀態(tài)突然變化的時間斷面上，將動態(tài) 狀態(tài)估計退化為靜態(tài)狀態(tài)估計，雖然同時識別了不良數(shù)據(jù)和負荷突變，但是不能對不良數(shù) 據(jù)和負荷突變同時存在的情況進行識別。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有方法不能對不良數(shù)據(jù)和負荷突變同時存在的情況進 行識別的問題，提供了一種基于新息圖法的電力系統(tǒng)負荷突變辨識方法。
本發(fā)明方法包括以下步驟
步驟一、對η節(jié)點b條支路的電力網(wǎng)絡(luò)進行拓撲分析，獲得該網(wǎng)絡(luò)拓撲的生成樹， 進而將電力網(wǎng)絡(luò)中的b個支路分為樹支和連支；
步驟二、獲取生成樹中節(jié)點注入新息值、樹支有功新息值和連支有功新息值；
步驟三、得到連支的新息值后，重新計算出網(wǎng)絡(luò)中的每個回路中樹支的新息值，即 得到連支推算新息矢量；
步驟四、利用步驟二獲取的樹支有功新息矢量和步驟三獲取的所有樹支的連支推 算新息矢量來獲取每個樹支上的新息差矢量APdif ；
步驟五、判斷每條樹支支路上的新息差矢量APdif是否明顯偏大，明顯偏大是指該 樹支支路上的新息差矢量比其它正常樹支支路的樹支新息差矢量大一個數(shù)量級以上，
如果所有樹支支路的樹支新息差矢量Δ Pdif都沒有明顯偏大，則確定所有樹支支 路上都不存在不良數(shù)據(jù)，執(zhí)行步驟七；
如果某些樹支支路的新息差矢量APdif明顯偏大，則認為存在不良數(shù)據(jù)，執(zhí)行步驟 六；
步驟六、標記出所有不良數(shù)據(jù)所在的樹支，然后將存在不良數(shù)據(jù)的支路的測量值 不再使用，即將不良數(shù)據(jù)存在的支路作為無測量支路處理；
步驟七、消除不良數(shù)據(jù)后，重新計算新息差，若有負荷突變存在，就能夠建立突變 子網(wǎng)，進而確定負荷突變存在的發(fā)電機和負荷節(jié)點。
本發(fā)明的優(yōu)點在分析負荷突變存在時電氣量特征的基礎(chǔ)上，對相關(guān)負荷突變進 行識別，并且對相關(guān)負荷突變和不良數(shù)據(jù)同時存在時的情況進行辨識。新息圖法能夠充分 利用各個時間斷面的測量數(shù)據(jù)，準確識別突變節(jié)點，并加以修正，這樣可以充分發(fā)揮動態(tài)狀 態(tài)估計的優(yōu)點，使其更加實用化。


圖1是本發(fā)明方法的流程圖2是連支推算新息圖3是新息差圖4是一臺發(fā)電機承擔(dān)負荷突變情況下的示意圖5是突變子網(wǎng)圖6是五節(jié)點系統(tǒng)在負荷突變和不良_女據(jù)共存下的情況示意圖
圖7是IEEE-30節(jié)點系統(tǒng)圖。
以上附圖中涉及的標記解釋--—表TK連支，表示樹支
權(quán)利要求
1.基于新息圖法的電力系統(tǒng)負荷突變辨識方法，其特征在于，它包括以下步驟 步驟一、對η節(jié)點b條支路的電力網(wǎng)絡(luò)進行拓撲分析，獲得該網(wǎng)絡(luò)拓撲的生成樹，進而將電力網(wǎng)絡(luò)中的b個支路分為樹支和連支；步驟二、獲取生成樹中節(jié)點注入新息值、樹支有功新息值和連支有功新息值； 步驟三、得到連支的新息值后，重新計算出網(wǎng)絡(luò)中的每個回路中樹支的新息值，即得到 連支推算新息矢量；步驟四、利用步驟二獲取的樹支有功新息矢量和步驟三獲取的所有樹支的連支推算新 息矢量來獲取每個樹支上的新息差矢量APdif ；步驟五、判斷每條樹支支路上的新息差矢量APdif是否明顯偏大，明顯偏大是指該樹支 支路上的新息差矢量比其它正常樹支支路的樹支新息差矢量大一個數(shù)量級以上，如果所有樹支支路的樹支新息差矢量APdif都沒有明顯偏大，則確定所有樹支支路上 都不存在不良數(shù)據(jù)，執(zhí)行步驟七；如果某些樹支支路的新息差矢量APdif明顯偏大，則認為存在不良數(shù)據(jù)，執(zhí)行步驟六； 步驟六、標記出所有不良數(shù)據(jù)所在的樹支，然后將存在不良數(shù)據(jù)的支路的測量值不再 使用，即將不良數(shù)據(jù)存在的支路作為無測量支路處理；步驟七、消除不良數(shù)據(jù)后，重新計算新息差，若有負荷突變存在，就能夠建立突變子網(wǎng)， 進而確定負荷突變存在的發(fā)電機和負荷節(jié)點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新息圖法的電力系統(tǒng)負荷突變辨識方法，其特征在于， 步驟二中節(jié)點注入新息值按如公式獲取Pimv_iiy. = zinJ-Ppre_inJ,其中為該時刻節(jié)點有功測量值，Ppre-inJ為該節(jié)點上一時刻對該時刻的有功預(yù)報值；樹支有功新息值按如下公式獲取 : innv-tree = Ztree 一尸 pre-tree ‘其中為該時刻樹支測量值，Ppre-tree為該支路上一時刻對該時刻的有功預(yù)報值，連 支有功新息值按如下公式獲取 -^innv-link ^link Ppre-link 其中=Zlink為該時刻連支測量值，ppre-link為該支路上一時刻對該時刻的有功預(yù)報值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新息圖法的電力系統(tǒng)負荷突變辨識方法，其特征在于，步驟三中連支推算的樹支信息矢量PM。kn—t_按如下公式獲?。?ρ= Γ ρ1 reckon-tree v^ 1 innv-link'Pinnv-link為b-n+l條連支上的連支有功新息矢量；Prak。n_toe為連支推算的樹支新息矢 量；Ct是C的轉(zhuǎn)置矩陣，C為(b-n+l) Xb階回路-支路關(guān)聯(lián)矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新息圖法的電力系統(tǒng)負荷突變辨識方法，其特征在于， 步驟四中樹支的新息差矢量APdif按如下公式獲取
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新息圖法的電力系統(tǒng)負荷突變辨識方法，其特征在于， 步驟六中標記出所有不良數(shù)據(jù)所在的樹支的過程如果存在某樹支支路的新息差矢量APdif明顯偏大，且該樹支支路所在的某個回路的 所有樹支支路上的新息差矢量都明顯偏大，則確定該回路為不良回路，該不良回路對應(yīng)的 連支上存在不良數(shù)據(jù)，將該連支強制作為樹支，即該不良數(shù)據(jù)被強制存在于樹支上，返回執(zhí) 行步驟一，重新獲取生成樹，繼續(xù)判斷所有樹支是否存在不良數(shù)據(jù)；當(dāng)一個不良數(shù)據(jù)出現(xiàn)在樹支上時，只在和這條支路相應(yīng)的位置產(chǎn)生一個較大的新息差 向量元素APdif，則確定該樹支支路上存在不良數(shù)據(jù)。 按照上述判斷方法標記出所有不良數(shù)據(jù)所在的樹支。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新息圖法的電力系統(tǒng)負荷突變辨識方法，其特征在于， 步驟七中建立突變子網(wǎng)的過程找出拓撲中所有節(jié)點的注入新息值Pinnv-iiy.明顯偏大的節(jié)點，作為負荷的突變節(jié)點，然 后再找出在突變節(jié)點中存在新息差值A(chǔ)Pdif明顯偏大的樹支構(gòu)成的連通路徑，我們稱之為km突變路徑，將滿足條件Σ=ΣΔΑ的突變路徑構(gòu)建成突變子網(wǎng)，k為負荷突變節(jié)點數(shù)，mi=lJ=I為承擔(dān)負荷突變的發(fā)電機數(shù)目，APi為第i個負荷點的負荷增加量，ΔΡ」為第j個電機的 有功增加量。
全文摘要
基于新息圖法的電力系統(tǒng)負荷突變辨識方法，屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有方法不能對不良數(shù)據(jù)和負荷突變同時存在的情況進行識別的問題。本發(fā)明方法包括以下一、拓撲分析獲得生成樹；二、獲取節(jié)點注入新息值以及支路新息值；三、根據(jù)得到連支的新息值重新計算每個樹支的新息值；四、獲取每個樹支上的新息差矢量；五、判斷每條樹支支路上的新息差矢量是否明顯偏大，否，執(zhí)行步驟七；是，則執(zhí)行步驟六；六、標記出所有不良數(shù)據(jù)所在的樹支，然后將存在不良數(shù)據(jù)的支路作為無測量支路處理；七、消除不良數(shù)據(jù)后，重新計算新息差，若有負荷突變存在，就能夠建立突變子網(wǎng)，進而確定負荷突變存在的發(fā)電機和負荷節(jié)點。
文檔編號G06F19/00GK102034026SQ20101059122
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者周蘇荃, 張麗英, 張燁, 徐海濱, 李碧君, 李雷, 毛志強, 蔡中勤, 詹旻, 龔成明 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué), 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院