一种配电网区域动态仿真模型建模方法及装置与流程

本申请涉及配电网仿真，尤其涉及一种配电网区域动态仿真模型建模方法及装置。

背景技术：

1、目前，新能源产业在国家政策的支持下快速发展，新能源机组的装机容量不断增加，配电网中新能源的接入比例也不断增加。新能源并入配电网利用大量电力电子设备，具有强间歇性、随机性与波动性等特点，且风-光能源发电呈日内以及季节性波动特性，导致新能源机组出力难以预测与控制，对配电网潮流分布、电压稳定和继电保护动作性能等诸多方面造成了影响，进而影响了主网运行的安全性与经济性。

2、目前对含高比例新能源的配电网动态仿真过程工作大多在动态等值的过程中采用动态机理模型，但是这种方法随着新能源产业发展，配电网结构将更加复杂，使得传统建模方法，搭建难度越来越大，难以满足当前针对含高比例新能源的配电网动态仿真工作需求。

技术实现思路

1、本申请提供了一种配电网区域动态仿真模型建模方法及装置，用于解决现有的配电网区域建模方法搭建难度大，难以满足当前针对含高比例新能源的配电网动态仿真工作需求的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种配电网区域动态仿真模型建模方法，包括：

3、根据需建模的配电网区域，获取所述配电网区域的配电网录波数据；

4、根据所述配电网录波数据，结合预设的自回归移动平均模型，确定所述配电网录波数据间的传递函数关系以及所述自回归移动平均模型的模型参数；

5、基于所述传递函数关系和所述模型参数，得到所述配电网区域的动态等值模型。

6、优选地，所述根据所述配电网录波数据，结合预设的自回归移动平均模型，确定所述配电网录波数据间的传递函数关系以及所述自回归移动平均模型的模型参数具体包括：

7、根据所述配电网录波数据，结合配电网系统的输入输出配置信息，将所述配电网录波数据中的数据分类成输入项数据和输出项数据；

8、根据所述输入项数据和所述输出项数据，结合预设的自回归移动平均模型，确定所述输入项数据和所述输出项数据间的传递函数关系；

9、通过预设的损失函数和最终预测误差算法，对所述自回归移动平均模型的模型参数进行寻优，以获得最优模型参数。

10、优选地，所述自回归移动平均模型的表达式具体为：

11、y(k)+a1y(k-1)+a2y(k-2)+…+anay(k-na)＝b1u(k-1)+b2u(k-2)+…+bnbu(k-nb)+e(k)+c1e(k-1)+c2e(k-2)+…+cnce(k-nc)

12、式中，y(k)表示k时刻系统的输出项数据，u(k)表示k时刻系统的输入项数据，e表示噪声部分，na、nb、nc是所述自回归移动平均模型的三个阶数。

13、优选地，所述输入项数据包括：端口电压，所述输出项数据包括：有功功率和无功功率。

14、优选地，得到所述配电网区域的动态等值模型之后还包括：

15、将所述动态等值模型，计算所述动态等值模型的理论数据；

16、根据所述理论数据与实际观测所得实测数据，通过最小二乘法，计算所述理论数据与所述实测数据的误差值，以根据所述误差值优化所述动态等值模型的模型参数，直至所述误差值满足预设的误差条件。

17、本申请第二方面提供了一种配电网区域动态仿真模型建模装置，包括：

18、录波数据获取单元，用于根据需建模的配电网区域，获取所述配电网区域的配电网录波数据；

19、模型数据确定单元，用于模型根据所述配电网录波数据，结合预设的自回归移动平均模型，确定所述配电网录波数据间的传递函数关系以及所述自回归移动平均模型的模型参数；

20、动态等值模型构建单元，用于基于所述传递函数关系和所述模型参数，得到所述配电网区域的动态等值模型。

21、优选地，所述模型数据确定单元具体用于：

22、根据所述配电网录波数据，结合配电网系统的输入输出配置信息，将所述配电网录波数据中的数据分类成输入项数据和输出项数据；

23、根据所述输入项数据和所述输出项数据，结合预设的自回归移动平均模型，确定所述输入项数据和所述输出项数据间的传递函数关系；

24、通过预设的损失函数和最终预测误差算法，对所述自回归移动平均模型的模型参数进行寻优，以获得最优模型参数。

25、优选地，所述自回归移动平均模型的表达式具体为：

26、y(k)+a1y(k-1)+a2y(k-2)+…+anay(k-na)＝b1u(k-1)+b2u(k-2)+…+bnbu(k-nb)+e(k)+c1e(k-1)+c2e(k-2)+…+cnce(k-nc)

27、式中，y(k)表示k时刻系统的输出项数据，u(k)表示k时刻系统的输入项数据，e表示噪声部分，na、nb、nc是所述自回归移动平均模型的三个阶数。

28、优选地，所述输入项数据包括：端口电压，所述输出项数据包括：有功功率和无功功率。

29、优选地，还包括：

30、等值模型优化单元，用于将所述动态等值模型，计算所述动态等值模型的理论数据，根据所述理论数据与实际观测所得实测数据，通过最小二乘法，计算所述理论数据与所述实测数据的误差值，以根据所述误差值优化所述动态等值模型的模型参数，直至所述误差值满足预设的误差条件。

31、从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

32、本申请提供的技术方案通过对在配电网仿真中需要进行动态等值建模的区域，利用其故障录波数据，基于系统辨识方法，结合自回归移动平均模型结构，建立该配电网区域的非机理动态等值模型，本申请构建的模型可以适应传统负荷的动态和新能源的不确定性，且不需要对配电网中的物理组件和参数进行建模，可以节省更多的输入数据和计算资源，还可以捕捉影响配电网动态特性的不同因素之间的复杂和非线性相互作用，这使得模型能够更准确地描述系统的动态过程，确保配电网仿真的效率及准确性，能够更好地满足当前针对含高比例新能源的配电网动态仿真工作需求。

技术特征：

1.一种配电网区域动态仿真模型建模方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种配电网区域动态仿真模型建模方法，其特征在于，所述根据所述配电网录波数据，结合预设的自回归移动平均模型，确定所述配电网录波数据间的传递函数关系以及所述自回归移动平均模型的模型参数具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种配电网区域动态仿真模型建模方法，其特征在于，所述自回归移动平均模型的表达式具体为：

4.根据权利要求2所述的一种配电网区域动态仿真模型建模方法，其特征在于，所述输入项数据包括：端口电压，所述输出项数据包括：有功功率和无功功率。

5.根据权利要求1所述的一种配电网区域动态仿真模型建模方法，其特征在于，得到所述配电网区域的动态等值模型之后还包括：

6.一种配电网区域动态仿真模型建模装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种配电网区域动态仿真模型建模装置，其特征在于，所述模型数据确定单元具体用于：

8.根据权利要求7所述的一种配电网区域动态仿真模型建模装置，其特征在于，所述自回归移动平均模型的表达式具体为：

9.根据权利要求7所述的一种配电网区域动态仿真模型建模装置，其特征在于，所述输入项数据包括：端口电压，所述输出项数据包括：有功功率和无功功率。

10.根据权利要求6所述的一种配电网区域动态仿真模型建模装置，其特征在于，还包括：

技术总结
本申请公开了一种配电网区域动态仿真模型建模方法及装置，涉及配电网仿真技术领域，本申请提供的技术方案通过对在配电网仿真中需要进行动态等值建模的区域，利用其故障录波数据，基于系统辨识方法，结合自回归移动平均模型结构，建立该配电网区域的非机理动态等值模型，本申请构建的模型可以适应传统负荷的动态和新能源的不确定性，且不需要对配电网中的物理组件和参数进行建模，可以节省更多的输入数据和计算资源，还可以捕捉影响配电网动态特性的不同因素之间的复杂和非线性相互作用，这使得模型能够更准确地描述系统的动态过程，确保配电网仿真的效率及准确性，能够更好地满足当前针对含高比例新能源的配电网动态仿真工作需求。

技术研发人员：白浩,要若天,杨炜晨,周柯,吴丽芳,孙志媛,李巍,徐敏,刘通,张碧芸,周杨珺,秦丽文
受保护的技术使用者：南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16