专利名称：基于scada量测数据的输电线路参数的辨识与估计方法
基于SCADA量测数据的输电线路参数的辨识与估计方法技术领域
本发明属于输电线路参数辨识与估计技术领域，具体涉及一种基于SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition，监控与数据采集装置)量测数据的输电线路参数的辨识与估计方法。
背景技术：
输电线路参数是电网基础数据的重要组成部分。输电线路参数的正确与否直接关系到电力系统各种计算和分析结果的准确性和可信度，从而对电力系统状态估计以及状态估计基础上的故障分析、稳定性分析以及安全稳定控制的正确性和有效性产生重要影响。 因此，掌握正确的输电线路参数，对于保证电力系统的安全稳定运行具有重大意义。
电力系统中输电线路的参数可以采用设计值或实测值。由于输电线路的实际运行工况十分复杂，特别是架空输电线路的地形环境和气象条件，都可能造成设计值和线路实际参数之间存在较大差异，因此有关规程规定线路参数应采用实测值，而将设计值作为线路参数的参考值。然而，线路参数的实测工作一般都在投运之前进行，线路运行工况的变化或线路老化都可能导致线路参数发生变化，即线路的真实参数和投运之前的实测值之间也可能存在差异。因此，有必要对输电线路的参数进行辨识，并在此基础上估计其真实参数， 从而提高电网基础数据的准确性。
现有的输电线路参数辨识与估计方法，如2008年第32卷第5期《电力系统自动化》中“基于WAMS/SCADA混合量测的电网参数辨识与估计”一文，公开的方法是首先由线路两端多个时段的量测量计算线路的相对残差指标(称为々指标)，再根据々指标的数值大小来判断含有错误参数的线路，最后应用遗传算法求解使々指标最小的线路参数，即为线路参数的估计值。该方法所采用的々指标的定义为多个时段线路相对量测误差的平均值，其中，线路相对量测误差为线路某一端(例如末端)电压和电流的计算值(即由另一端(首端) 的电压和电流以及线路参数，根据电路定律求得的计算值)相对于其量测值的误差的平方和。该方法的主要缺点是①々指标不能区分参数错误和量测错误，当量测值很小时々指标还存在数值稳定性问题；②计算々指标时需要人工设置适当的时段数，不同时段数对应的々指标在数值上相差很大，从而导致利用D指标的数值来判断是否有错误参数时出现误判或漏判；③々指标的计算需要PMU (Phasor Measurement Unit，相量测量单元)量测数据或者PMU与SCADA的混合量测数据，仅适用于两端均配置有PMU或者一端配置PMU装置、 另一端配置SCADA装置的输电线路的参数辨识与估计，当线路两端只有SCADA量测数据时， 无法计算々指标，限制了方法的适用性。又如申请号为201110024996.6的“基于PMU量测数据的电力线路参数的辨识与估计方法”专利，公开了一种基于线路两端多个时段的PMU量测数据进行线路参数辨识和估计的方法。该方法的主要缺点是要求线路两端都必须安装 PMU装置，工程实用性较差。由于PMU的价格目前还比较昂贵，我国有很多输电线路，特别是 220kV及以下电压等级的输电线路，线路两端仅装设有SCADA数据量测装置，尚未实现两端装设PMU装置，对于这些线路，上述两种方法均不能适用。
发明内容
本发明的目的是针对现有输电线路参数辨识与估计方法的不足，提供一种基于 SCADA量测数据的输电线路参数的辨识与估计方法。本方法能够有效消除随机量测误差对辨识与估计结果的影响，适用于两端仅有SCADA量测数据的线路，具有辨识效果好，估计精度高，工程适应性强等特点。实现本发明目的之技术方案是一种基于SCADA量测数据的输电线路参数的辨识与估计方法，利用计算机和输电线路两端的数据采集装置，通过程序，首先输入被辨识与估计线路的基本参数，其次输入线路两端多个时段的SCADA数据，然后根据线路两端的SCADA 数据先计算线路的标么值残差指标，即T指标，再根据T指标判断是否存在错误参数，当存在错误参数时，则进一步估计该线路的正确参数；否则结束程序。其具体方法步骤如下
(1)输入线路的基本参数
输入被辨识与估计输电线路的基本参数，包括线路电阻A电抗I和电纳Α的参考值， 标么值残差指标σ指标)的门槛值Tc,线路的额定电压^、功率基准Sb,参数辨识收敛精度 ε ！和参数估计收敛精度ε 2 ；
(2)输入线路两端多个时段的SCADA数据
第(1)步完成后，输入被辨识与估计线路两端多个时段的SCADA量测数据，即线路首、 末两端的电压幅值、有功功率和无功功率的量测值；
(3)计算线路的T指标
第(2)步完成后，计算线路的T指标，具体步骤如下 先初始化循环变量I并令A=I ；
后读取第A个时段线路两端的SCADA量测数据线路首端电压的幅值、线路首端的有功功率和无功功率、线路末端电压的幅值，以及线路末端的有功功率和无功功率，功率和电流的参考方向均以流入线路为正；
再基于线路两端的SCADA量测数据和基本的电流电压关系，计算线路的Γ指标，其计算步骤如下
1) 计算第A个时段线路末端的电压幅值、有功功率和无功功率首先，根据线路首端第k个时段的SCADA量测数据，以首端电压为参考相量，计算第k 个时段线路末端的电压和电流相量，计算公式为
权利要求
1. 一种基于SCADA量测数据的输电线路参数的辨识与估计方法，利用计算机和线路两端的数据采集装置，通过程序进行线路参数的辨识与估计，其特征在于所述方法的具体步骤如下(1)输入线路的基本参数输入被辨识与估计输电线路的基本参数，包括线路电阻/P、电抗Z和电纳i 的参考值，标么值残差指标的门槛值，即r指标的门槛值/;，线路的额定电压仏、功率基准&，参数辨识收敛精度εγ和参数估计收敛精度ε2 ；(2)输入线路两端多个时段的SCADA数据第(1)步完成后，输入被辨识与估计线路两端多个时段的SCADA量测数据，即线路首、 末两端的电压幅值、有功功率和无功功率的量测值；(3)计算线路的T指标第(2)步完成后，计算线路的T指标，具体步骤如下 先初始化循环变量I并令A=I ；后读取第A个时段线路两端的SCADA量测数据线路首端电压的幅值、线路首端的有功功率和无功功率、线路末端电压的幅值，以及线路末端的有功功率和无功功率，功率和电流的参考方向均以流入线路为正；再基于线路两端的SCADA量测数据和基本的电流电压关系，计算线路的Γ指标，其计算步骤如下1) 计算第A个时段线路末端的电压幅值、有功功率和无功功率首先，根据线路首端第k个时段的SCADA量测数据，以首端电压为参考相量，计算第k 个时段线路末端的电压和电流相量，计算公式为
全文摘要
一种基于SCADA量测数据的输电线路参数的辨识与估计方法，属于输电线路参数辨识与估计技术领域。本发明利用计算机和输电线路两端的数据采集装置，通过程序，先输入被辨识与估计输电线路的基本数据，后根据该线路两端多个时段的SCADA量测数据，计算T指标并判断错误参数后，得到该线路正确参数的估计值。本发明方法简单，对原始数据要求不高，辨识效果好，估计精度高，工程实用性强，便于推广应用。本发明可广泛应用于两端装设有SCADA装置的输电线路集中参数的辨识与估计，特别适用于未装设PMU装置的输电线路集中参数的辨识与估计。
文档编号G01R27/02GK102495288SQ20111040463
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者余娟, 易元睿, 朱柳, 李翔, 杨焕燕, 王芳, 赵科, 赵雪骞, 赵霞, 颜伟 申请人:重庆大学