對電網(wǎng)主網(wǎng)中設(shè)備、線路參數(shù)的辨識問題的數(shù)據(jù)質(zhì)量提升方法分析

周立德 張銳 徐睿烽

摘 要：潮流計算結(jié)果與實際量測值的偏差較大，主網(wǎng)中設(shè)備與線路的參數(shù)會隨著運行老化與環(huán)境變化而偏離出場標(biāo)定值，主網(wǎng)調(diào)度員在進(jìn)行開關(guān)斷路模擬時，發(fā)現(xiàn)潮流計算理論功率值與真實功率值相差較大，致使潮流計算去查偏大沒有參考價值。為此本文提出電網(wǎng)主網(wǎng)中設(shè)備、線路參數(shù)的辨識問題的數(shù)據(jù)質(zhì)量提升方法。

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

0 引言

潮流計算結(jié)果與實際量測值的偏差較大，最大偏差可達(dá)30%，主網(wǎng)中設(shè)備與線路的參數(shù)會隨著運行老化與環(huán)境變化而偏離出場標(biāo)定值，而主站系統(tǒng)中的對應(yīng)參數(shù)仍為其出廠參數(shù)。主網(wǎng)調(diào)度員在進(jìn)行開關(guān)斷路模擬時，發(fā)現(xiàn)潮流計算理論功率值與真實功率值相差較大。調(diào)度員僅憑借現(xiàn)場經(jīng)驗觀察偏差，發(fā)現(xiàn)各設(shè)備與線路參數(shù)在電網(wǎng)實際運行中偏離出廠設(shè)定且實際參數(shù)無法量測，因而無法在主站系統(tǒng)中更新參數(shù)，沒有方法校驗潮流計算的誤差范圍，致使潮流計算去查偏大沒有參考價值。由于潮流計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算精度但都無法達(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)的辨識問題的數(shù)據(jù)質(zhì)量提升方法[1，2]，實現(xiàn)了電網(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高。

1 計算模型

潮流計算在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、元件參?shù)和發(fā)電、負(fù)荷參量條件下，計算穩(wěn)態(tài)運行狀態(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

獲取潮流計算拓?fù)淠Ｐ秃统绷饔嬎隳硵嗝嫠鑵?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)、開關(guān)信號參數(shù)和時間戳信息。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)行潮流計算，根據(jù)潮流計算模型與某斷面參數(shù)搭建潮流計算平臺，接著使用牛頓迭代進(jìn)行潮流計算，并獲取潮流實際參數(shù)。判斷某時刻斷面數(shù)據(jù)潮流是否收斂，如果沒有收斂，調(diào)取臺帳、計量數(shù)據(jù)并檢查設(shè)備信息是否匹配，接著記錄錯誤數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)重傳等數(shù)據(jù)同步機(jī)制，并返回數(shù)據(jù)質(zhì)量校驗?zāi)K;如果某時刻斷面數(shù)據(jù)潮流收斂，于是啟用系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)識，并識別偏差較大線路或設(shè)備運行參數(shù)，接著提取偏差過大設(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，輸入測量誤差至設(shè)備/線路模型，根據(jù)系統(tǒng)辨識原則判斷是否達(dá)到要求，如果沒有達(dá)到要求，修改設(shè)備/線路模型參數(shù)，于是輸入測量誤差至設(shè)備/線路模型;如果達(dá)到要求，輸出辨識參數(shù)，修改潮流中的設(shè)備信息。判斷是否完成所有誤差過大設(shè)備/線路系統(tǒng)辨識，如果未完成，返回啟用系統(tǒng)參數(shù)辨識階段;如果完成，則重新進(jìn)行潮流計算，比較理論結(jié)果與實際功率關(guān)系。最后判斷誤差是否減小，如果減小，系統(tǒng)辨識運行參數(shù)結(jié)束;如果沒有減小，駁回辨識結(jié)果，并沿用原臺帳數(shù)據(jù)并記錄潮流無法辨識信息。

2.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量提升

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

2.2 數(shù)據(jù)校驗

首先采用遞推閉環(huán)系統(tǒng)辨識的方法辨識設(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)辨識可以避免辨識過程對系統(tǒng)正常運行產(chǎn)生影響，具體方法可選用最小二乘法、極大似然法、閉環(huán)子空間辨識法等。以最小二乘法為例，辨識準(zhǔn)則式為：

其中y（t）為實測待辯識設(shè)備的量測數(shù)據(jù)，x（t）為依據(jù)辨識所得模型計算得到的對應(yīng)數(shù)據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)修正和駁回

記待辨識參數(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)行計算。

首先開始系統(tǒng)辨識，接著設(shè)定初值，使用新參數(shù)計算潮流，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，則輸入下一時刻數(shù)據(jù)你，并迭代計算并更新參數(shù)。然后采用辨識得到的參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)潮流計算，并輸出辨識所得參數(shù)及準(zhǔn)確度。若潮流計算誤差有所減小，則接受新參數(shù)，出具臺帳數(shù)據(jù)變工單[5，6]。若使用辨識所得參數(shù)進(jìn)行潮流計算后，誤差未有改善，則駁回辨識數(shù)據(jù)，沿用原臺帳數(shù)據(jù)。辨識與數(shù)據(jù)修正和駁回流程如圖2所示。

3 結(jié)語

本文提出電網(wǎng)主網(wǎng)中設(shè)備、線路參數(shù)的辨識問題的數(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、數(shù)據(jù)修正和數(shù)據(jù)駁回三個步驟實現(xiàn)了數(shù)據(jù)質(zhì)量提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 巫莉莉，張波.高校數(shù)據(jù)治理中提升數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法研究[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2019（8）：149-156.

[2] 張華煜.配網(wǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量提升策略研究[J].機(jī)電信息，2019（27）：10-11.

[3] 曹美菊.企業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響因素和提升對策[J].現(xiàn)代商業(yè)，2019（26）：131-132.

[4] 李鴻奎，曾文婷，李福建，等.一種基于SCADA量測的線路動態(tài)參數(shù)辨識方法[J].電測與儀表，2019（4）：121-128+141.

[5] 季良丹，楊敏紅，陳蕾.基于電網(wǎng)大數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的主配網(wǎng)一體化故障檢測技術(shù)研究及應(yīng)用[J].中國科技縱橫，2018（20）：183-184.

[6] 林鈺杰，吳麗賢.基于配電網(wǎng)臺賬數(shù)據(jù)質(zhì)量信息化管理的分析[J].微型電腦應(yīng)用，2019（8）：136-139.