专利名称：一种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法
技术领域：
本发明涉及一种测算方法，尤其是涉及一种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法。
背景技术：
特高压电网建设初期，华中、华北两大区域电网通过特高压线路互联构成了典型的长链型弱联络系统。两大区域互联系统的运行状态录波表明，特高压输电线路上不仅出现了在其稳态传输功率上叠加的随机不规则功率波动现象，而且这种不规则的功率波动持续时间长达200秒左右。虽然波动的周期有长有短，但均在分钟级，且频率远远低于低频振荡的频率，波动幅值也达到±280MW，约占华北电网总负荷的0.2%,占华中电网总负荷的0.25%。由于这些联络线上的随机功率波动已成为限制特高压输电能力的重要制约因素之一，因此，分析其功率波动特性，探讨其产生机理，将对于提高系统稳态运行特性，制定减小联络线随机功率波动的合理有效措施具有重要意义。目前国内已开展对特高压联络线上随机功率波动的研究。有研究表明特高压线路上出现的固有低频振荡可以通过区域电网互联系统的模态分析，用负阻尼和强迫振荡机理来解释和分析。但频率更低的随机功率波动，不仅每次波动持续的时间长短不一，而且不受激发因素的影响，因此，不论用负阻尼机理还是强迫振荡机理都不能很好地给予解释。有文献提出一种新的分析思路，指出联络线上的随机功率波动是一种稳态过程，是负荷随机功率波动在全系统中再分配后在联络线上的反映，具有一定的指导意义。但是结论不明确，未能提出具体的通过负荷波动特性来测算联络线随机功率波动的方法。随着特高压建设及大区域电网互联的快速发展，目前急需一套基于负荷波动特性来分析计算联络线随机功率波动的测算方法，通过建立负荷波动与联络线随机功率波动的数学关联模型，利用现代计算机处理技术高效性和快速性的优势，根据已知的负荷波动概率统计规律，进行两区域负荷波动的随机过程模拟试验，由此统计、计算联络线随机功率波动情况，进而对联络线随机 功率波动进行准确而高效的测算，为联络线随机功率波动的抑制以及提闻联络线输电能力提供支持。
发明内容
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤1，建立两区域的负荷波动与联络线随机功率波动的关联模型；步骤2，根据步骤I中建立的模型求取两区域系统频率响应系数及相应权重系数；步骤3，根据两区域实际运行的工程数据和实际经验，建立两区域负荷分布f(x)，f (y)；步骤4，根据步骤3中得到的两区域负荷分布f (X)，f(y)进行蒙特卡洛抽样，模拟产生大量的两区域负荷波动数据；步骤5，根据步骤I中建立的负荷波动与联络线随机功率波动的关联模型和步骤2中得到的两区域系统频率响应系数及相应权重系数，利用步骤4中的两区域负荷波动数据进行联络线随机功率波动幅值的计算，对得到的联络线功率波动幅值数据进行统计分析。步骤6，根据步骤5中得到的联络线波动功率统计结果，与理论上由概率统计规律得到的联络线随机功率波动分布进行比较，验证结果。在上述的一种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法，所述的步骤I中，关联模型的建立基于以下公式:Δ Ptie=B1 Δ Pl2-B2 Δ Pli 式一式中，APtie为联络线随机功率波动，ΛΡ。和APu分别为两区域负荷波动，B1和
&2为相应权重系数
权利要求
1.种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，建立两区域的负荷波动与联络线随机功率波动的关联模型； 步骤2，根据步骤1中建立的模型求取两区域系统频率响应系数及相应权重系数； 步骤3，根据两区域实际运行的工程数据和实际经验，建立两区域负荷分布f(x)，f (y)； 步骤4，根据步骤3中得到的两区域负荷分布f(x)，f(y)进行蒙特卡洛抽样，模拟产生大量的两区域负荷波动数据； 步骤5，根据步骤I中建立的负荷波动与联络线随机功率波动的关联模型和步骤2中得到的两区域系统频率响应系数及相应权重系数，利用步骤4中的两区域负荷波动数据进行联络线随机功率波动幅值的计算，对得到的联络线功率波动幅值数据进行统计分析； 步骤6，根据步骤5中得到的联络线波动功率统计结果，与理论上由概率统计规律得到的联络线随机功率波动分布进行比较，验证结果。
2.据权利要求1所述的一种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法，其特征在于，所述的步骤I中，关联模型的建立基于以下公式: Δ Ptie=^I Δ Pl2-B2 Δ Pli 式一 式中，APtie为联络线随机功率波动，APu和APu分别为两区域负荷波动，&1和&2为 相应权重系数，
3.据权利要求1所述的一种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法，其特征在于，所述步骤2中的具体计算方法如下: 根据发生扰动时的WAMS频率测量数据，利用联络线功率变化与频率变化的方向是否一致来确定扰动的地点是在所研究的系统还是对端系统:对于整个互联系统内只有一个子系统发生扰动的情况，如果所有联络线的APtie都与Af符号相同，则判断为扰动发生在本系统；如果某一条联络线的APtie与Af符号相反，则判断扰动发生在该联络线的对端系统；并根据扰动发生的位置选择执行以下步骤: 选择步骤2.1，若判断扰动发生在本系统，且扰动形式和扰动数值已知，采用下式计算出本系统的频率响应系数:
4.据权利要求1所述的一种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法，其特征在于，所述的步骤3中，基于极大似然估计法对假定的分布进行参数估计；一区域负荷波动分布f(x)和另一区域负荷波动分布f(y)均采用如下方法进行参数估计:根据实际运行的工程数据得到总体X，设总体X是连续离散型随机变量，其概率密度函数为f(x; Θ)，其中Θ为待估计参数，若取得样本观察值为Xl，χ2，...，χη，则因为随机点(X1, X2，...，Xn)取 值为(Xl，x2，...，χη)时联合密度函数值为
5.据权利要求1所述的一种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法，其特征在于，所述的步骤4具体包括以下子步骤: 步骤4.1，由步骤3中的两区域负荷分布f(x)、f (y)建立蒙特卡洛抽样框架； 步骤4.2，在抽样框架内进行模拟试验，随机抽取样本M[x (i)，y (i)]，并存储样本数据。
6.据权利要求1所述的一种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法，其特征在于，所述的步骤5具体包括以下子步骤: 步骤5.1，根据存储的样本，利用步骤I中的数学关联模型即式一计算各样本点联络线波动功率的幅值APtie」； 步骤5.2，对得到的联络线功率波动幅值数据进行统计分析，得到联络线波动功率统计直方图，根据统计结果绘制概率密度曲线，并按以下公式统计其期望值和标准差:
7.据权利要求1所述的一种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法，其特征在于，所述的步骤6具体过程如下: 根据步骤4中得到的两区域负荷波动符合正态分布，而由正态分布的再生性:两随机变量相互独立且分别服从正态分布，则二者的线性组合也服从正态分布，因此联络线功率波动Λ Ptie也应服从正态分布，由此得到其理论上的均值和标准差，并与步骤5中得到的统计结果进行比较 和验证。
全文摘要
本发明涉及一种基于负荷波动特性的联络线随机功率波动的测算方法，首先建立了负荷波动与联络线随机功率波动的关联模型，从联络线功率波动的动态微分分析、系统频率响应分析、基于系统频率分析的联络线功率波动分析、基于负荷波动特性的联络线波动分析四个方面详细推导、分析了负荷波动与联络线随机功率波动之间的关联模型。然后求取两区域频率响应系数及相应权重系数，根据实际运行数据得到两区域负荷分布f(x)，f(y)，据此进行蒙特卡洛抽样的模拟试验，对结果进行统计和分析，由此测算出联络线随机功率波动情况。该方法可靠性高，准确而高效，可为联络线随机功率波动的快速抑制和提高联络线输电能力提供强有力的支持。
文档编号G06Q50/06GK103093398SQ201310062638
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者孙元章, 彭晓涛, 代仕勇, 朱利鹏, 孙华东, 何剑 申请人:武汉大学, 中国电力科学研究院, 国家电网公司