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基于軌跡靈敏度頻域特征提取的電力系統(tǒng)仿真誤差主導(dǎo)參數(shù)識別

2021-03-29 06:03劉征帆蔣振國李德鑫劉座銘
電力自動化設(shè)備 2021年3期
關(guān)鍵詞:頻點頻域校正

劉征帆,安 軍,蔣振國,李德鑫,劉座銘

(1. 東北電力大學 現(xiàn)代電力系統(tǒng)仿真控制與綠色電能新技術(shù)教育部重點實驗室,吉林 吉林132012;2. 國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學研究院,吉林 長春130021)

0 引言

動態(tài)仿真是了解電力系統(tǒng)動態(tài)行為的重要手段之一[1],仿真精度對電力系統(tǒng)安全分析的有效性具有重要影響[2-3]。實際系統(tǒng)中已多次出現(xiàn)動態(tài)仿真無法反映系統(tǒng)實際行為的問題[4],仿真的有效性問題受到越來越多的關(guān)注[5]。元件模型參數(shù)不準確被認為是導(dǎo)致動態(tài)仿真結(jié)果和實測數(shù)據(jù)軌跡不一致的主要因素[6]。由于實際運行條件的復(fù)雜性及元件老化等因素,電力系統(tǒng)中各元件的參數(shù)識別難免存在誤差[7]。從計算能力和時效性角度出發(fā),難以對系統(tǒng)中所有誤差參數(shù)進行校核。同時,大量研究表明不同參數(shù)對動態(tài)行為的影響程度存在差異,僅需識別對動態(tài)行為影響最顯著的相關(guān)參數(shù),即主導(dǎo)參數(shù)[8],通過對主導(dǎo)參數(shù)的校核可顯著提高動態(tài)仿真可信度。

如何準確識別仿真誤差的主導(dǎo)參數(shù)集是一個難題。靈敏度分析方法廣泛用于主導(dǎo)參數(shù)集的識別:文獻[9]基于軌跡靈敏度最大值的大小進行排序,選擇靈敏度最大值較大的參數(shù)組成主導(dǎo)參數(shù)集,該方法僅能利用軌跡靈敏度曲線上某點的數(shù)據(jù),無法充分利用軌跡靈敏度曲線蘊含的豐富信息;文獻[10]提出了參數(shù)對有功功率第一擺振幅和振蕩阻尼的靈敏度指標,通過該指標確定主導(dǎo)參數(shù)集;文獻[11]按仿真時間步長對靈敏度進行累加,從而確定待校正參數(shù)集。以上研究均從時域角度提取軌跡靈敏度的少量特征,并未充分挖掘軌跡靈敏度中蘊含的豐富動態(tài)信息,故而影響了主導(dǎo)參數(shù)識別的效果。

頻域分析為研究動態(tài)系統(tǒng)行為特征提供了另一個思路。本文從頻域分析角度出發(fā),提出了一種基于軌跡靈敏度頻域特征提取的電力系統(tǒng)仿真誤差主導(dǎo)參數(shù)識別方法。通過分析仿真誤差的頻域特征,提取誤差敏感頻點;分析參數(shù)軌跡靈敏度在敏感頻點處的頻域特性,構(gòu)建平均幅值和幅值比作為頻域指標,通過計算各參數(shù)軌跡靈敏度的頻域指標并進行排序得到仿真誤差的主導(dǎo)參數(shù)集。本文基于WSCC 3 機9 節(jié)點系統(tǒng)進行仿真,結(jié)果表明所提方法提高了主導(dǎo)參數(shù)集識別的有效性,為電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中的模型驗證與參數(shù)校正提供了理論支持。

1 軌跡靈敏度的計算方法

軌跡靈敏度是定量描述動態(tài)系統(tǒng)中某一參數(shù)或者結(jié)構(gòu)的微小變化對系統(tǒng)軌跡影響程度的數(shù)學工具[12],在電力系統(tǒng)動態(tài)分析的多個領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。

系統(tǒng)受擾后的動態(tài)行為可用式(1)描述[13-14]。

其中,t為時間;x(t)和y(t)分別為系統(tǒng)的狀態(tài)變量和代數(shù)變量;α 為系統(tǒng)的參數(shù)。式(1)中上式為系統(tǒng)中的微分方程,下式為系統(tǒng)中的代數(shù)方程。

根據(jù)軌跡靈敏度的定義,可得軌跡靈敏度方程如式(2)所示。

其中,xα=?x/?α 和yα=?y/?α 分別為參數(shù)α 對軌跡x(t)和y(t)的靈敏度。采用數(shù)值方法聯(lián)立式(2)進行求解,即可獲得系統(tǒng)的受擾軌跡和軌跡靈敏度。

式(2)計算較為復(fù)雜,通常采用式(3)計算軌跡靈敏度[15-16]。

其中,Δα 為參數(shù)攝動量。此方法采用2 次仿真結(jié)果相減,計算簡單,概念清晰,減輕了建立軌跡靈敏度數(shù)學模型的任務(wù)。

2 軌跡靈敏度頻域特征提取的基本原理

與靜態(tài)靈敏度不同,軌跡靈敏度自身是一個動態(tài)軌跡,其蘊含著豐富的動態(tài)特征以及參數(shù)對動態(tài)系統(tǒng)特征的影響趨勢。本文采用頻域分析方法提取軌跡靈敏度和仿真誤差中的動態(tài)特征,建立二者之間的關(guān)系,為實現(xiàn)主導(dǎo)參數(shù)的準確識別提供重要理論支持。

2.1 頻域變換的基本描述

離散傅里葉變換DFT(Discrete Fourier Trans‐form)是一種成熟的分析方法,可將離散的信號序列由時域變換到頻域。某有限長時域連續(xù)曲線f(t)可表示為:

其中,a0為常數(shù)偏置量;ai和bi為i 次諧波的傅里葉系數(shù);T 為總時長。對式(4)所示的曲線進行采樣得到時域離散有限長樣本序列x(n),常用的DFT 方法如式(5)所示。

其中,N為序列x(n)的長度;X(k)為x(n)對應(yīng)的頻域樣本序列,顯然其長度也為N。

從式(5)中可見,X(k)為與x(n)相關(guān)的級數(shù),因此頻域的每一個點實際上包含全體時域點的信息。在電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中,注入實測數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果都是離散序列,可以使用DFT方法進行頻域變換。

2.2 仿真誤差的頻域特征

仿真結(jié)果與實測數(shù)據(jù)之間的不一致可以用誤差Δx(n)表示,如式(6)所示。

其中,xr(n)為實測數(shù)據(jù);xs(n)為仿真結(jié)果。由式(6)可知,實測數(shù)據(jù)作為信息被包含于誤差中。

使用DFT 方法對誤差曲線進行頻域變換,得到其頻譜。圖1 為某擾動下某有功功率仿真誤差曲線及其頻譜。圖中ΔP為標幺值,由DFT原理可知頻譜幅值單位與ΔP相同。

圖1 某有功功率仿真誤差曲線及其頻譜Fig.1 Curves of active power simulation error and its spectrum

由圖1 可見,誤差曲線存在波動特征,誤差頻譜存在明顯峰值,峰值所在頻點即為誤差中含有的主要頻率分量。只要補償該主要頻率成分,即可顯著減小仿真結(jié)果與實測數(shù)據(jù)之間的誤差,故應(yīng)提取峰值所在頻點為仿真誤差的敏感頻點。

2.3 軌跡靈敏度的頻域特征

元件模型參數(shù)與系統(tǒng)實際參數(shù)不一致是產(chǎn)生仿真誤差的主要因素[6]。可認為仿真誤差Δx(n)是各參數(shù)從其模型現(xiàn)有值到真實值的軌跡靈敏度積分的累加,如式(7)所示。

其中,Si為與參數(shù)值αi有關(guān)的軌跡靈敏度;αr,i為參數(shù)真實值;αm,i為模型參數(shù)現(xiàn)有值;NP為參數(shù)總量。由式(7)可知,誤差中包含參數(shù)軌跡靈敏度的信息。

同樣采用DFT方法對各參數(shù)軌跡靈敏度進行頻域變換。由于仿真誤差存在敏感頻點,對于軌跡靈敏度的頻譜,應(yīng)將其在敏感頻點處的幅值作為關(guān)鍵特征。該幅值表示軌跡靈敏度曲線在敏感頻點處頻率成分的含量,體現(xiàn)了參數(shù)對敏感頻點處的影響能力,即對誤差的主要頻率成分的影響能力。誤差頻譜和靈敏度頻譜可能含有多個敏感頻點,各個敏感頻點的幅值均需關(guān)注。

需要指出的是,軌跡靈敏度的頻域變換和頻域靈敏度是完全不同的2 個概念。前者描述動態(tài)系統(tǒng)參數(shù)對其動態(tài)行為響應(yīng)軌跡的靈敏度,動態(tài)系統(tǒng)既可以是線性的也可以是非線性的;后者描述線性系統(tǒng)中參數(shù)對傳遞函數(shù)頻域響應(yīng)的靈敏度[17]。對于線性系統(tǒng),二者存在如式(8)所示的關(guān)系。

其中,Yi為軌跡靈敏度的頻域變換;Hi為傳遞函數(shù)靈敏度;U 為輸入變量的頻域變換;f*為頻率。此時可以通過頻域靈敏度換算得到軌跡靈敏度的頻域變換結(jié)果。對于非線性系統(tǒng),二者本質(zhì)上是不同的,擾動越大,二者計算結(jié)果差別也會越大。

2.4 頻域特征指標及誤差評價指標

靈敏度頻譜在多個敏感頻點處的幅值可能不同,表明參數(shù)對各敏感頻率分量的影響能力不平衡。誤差頻譜的各敏感頻點幅值也不同,表明誤差中所含各敏感頻率分量同樣存在差異。在選取主導(dǎo)參數(shù)時,應(yīng)準確衡量各幅值的作用,既要考慮幅值的總體作用,也應(yīng)使主導(dǎo)參數(shù)的影響能力與誤差的各敏感頻率分量相適應(yīng)。為此,本文定義了平均幅值指標,以衡量參數(shù)對敏感頻率成分的總體影響能力;定義了幅值比指標,以衡量這種影響能力的不平衡。

對于某一頻譜,平均幅值指標-M的定義由式(9)給出。

幅值比指標Rij的定義由式(10)給出。

其中,Mj為頻譜中第j 個敏感頻點幅值。參數(shù)軌跡靈敏度的幅值比指標Rα,ij體現(xiàn)了參數(shù)α 對各敏感頻點影響能力的比例關(guān)系;誤差的幅值比指標Re,ij體現(xiàn)了各敏感頻點頻率成分的含量關(guān)系。若二者的數(shù)值相近,說明參數(shù)對軌跡的影響符合誤差的頻率成分比例。當調(diào)整該參數(shù)時,能同步削減誤差各頻率分量。若頻譜含有多個敏感頻點,則有多個幅值比指標,其中較重要的指標是誤差中頻率分量較大的主要敏感頻點的幅值比。

為定量評估仿真誤差的大小,引入整體能量誤差指標E[18],定義由式(11)給出。

3 主導(dǎo)參數(shù)集的識別方法

3.1 主導(dǎo)參數(shù)集的識別流程

參數(shù)校正的目標是合理調(diào)整參數(shù)值,使仿真結(jié)果與實測數(shù)據(jù)的誤差減小。因此,首先應(yīng)分析仿真結(jié)果與實測軌跡誤差的頻域特征,提取敏感頻點fi,并計算誤差頻譜的幅值比指標Re,ij。

式(7)描述了誤差和參數(shù)軌跡靈敏度的時域關(guān)系。頻域上,誤差的敏感頻點及其幅值也是由參數(shù)軌跡靈敏度造成的。因此,應(yīng)分析各參數(shù)軌跡靈敏度的頻域特征(特別是對誤差敏感頻點的特征),提取敏感頻點幅值Mα,i。

顯然,通過有效補償誤差的敏感頻率成分可以顯著減小仿真結(jié)果與實測數(shù)據(jù)的不一致。在此原則下,考察各參數(shù)軌跡靈敏度的頻域特征。按參數(shù)軌跡靈敏度在各誤差敏感頻點的幅值大小排序,并與各敏感頻點的閾值T1,i進行比較。如果參數(shù)α 至少存在一個不小于閾值T1,i的敏感頻點幅值,則將其作為候選參數(shù)。候選參數(shù)集Ωc的定義如式(12)所示。

根據(jù)參數(shù)軌跡靈敏度特征、計算能力及時間要求等條件,確定主導(dǎo)參數(shù)數(shù)量Nd。按式(13)從小到大排序,選取前Nd個參數(shù),即可得到誤差的主導(dǎo)參數(shù)集Ωd。

主導(dǎo)參數(shù)集的識別流程如附錄中圖A1所示。

3.2 閾值和主導(dǎo)參數(shù)數(shù)量的確定

閾值的選取對主導(dǎo)參數(shù)的有效性有重要影響,并且將間接影響到參數(shù)校正的效果。閾值T1,i和T2的設(shè)置是為了排除低效參數(shù),減小計算成本。綜合上述分析,可由式(14)確定閾值。

系數(shù)k1和k2的選擇一方面與系統(tǒng)規(guī)模、受擾條件、目標軌跡下參數(shù)對軌跡的靈敏度頻域特性都有關(guān),另一方面需考慮主導(dǎo)參數(shù)的數(shù)量。本文將k1和k2設(shè)為5%,取得了較好的篩選效果。

對于主導(dǎo)參數(shù)數(shù)量的選擇,應(yīng)注意主導(dǎo)與非主導(dǎo)參數(shù)之間并無理論上的明確劃分。但一般認為當某些參數(shù)的軌跡靈敏度特征明顯高于其他參數(shù)(數(shù)量級上的差別或數(shù)倍的差別)時,可將其作為主導(dǎo)參數(shù)。當然,從參數(shù)校正的可實現(xiàn)性角度出發(fā),主導(dǎo)參數(shù)的數(shù)量不宜過多,否則可能出現(xiàn)無法校正的問題。

4 算例分析

4.1 算例條件

以基于PSAT 仿真工具[19]的WSCC 3機9節(jié)點系統(tǒng)為例進行仿真分析,其結(jié)構(gòu)見圖2。在節(jié)點8設(shè)置三相短路故障,初始時刻開始,0.1 s后結(jié)束。同步機采用四階模型,勵磁器采用PSAT 中Ⅱ型勵磁器模型,負荷采用恒功率加頻敏負荷模型(設(shè)頻敏負荷率為有功占30%、無功占80%)。文獻[20]給出了用頻敏負荷表示感應(yīng)電機的參數(shù)值,算例采用該組參數(shù)值來表示負荷中的感應(yīng)電機部分。

圖2 WSCC 3機9節(jié)點系統(tǒng)圖Fig.2 Diagram of WSCC 3-machine 9-bus system

WSCC 3機9節(jié)點系統(tǒng)共有21個同步機參數(shù)、27個勵磁器參數(shù)、6個頻敏負荷參數(shù),按附錄中表A1對系統(tǒng)的部分參數(shù)進行攝動,使得攝動前后系統(tǒng)模型參數(shù)產(chǎn)生誤差。表中,SYN表示同步機參數(shù),EXC表示勵磁器參數(shù),F(xiàn)L 表示頻敏負荷參數(shù),其下標所示的數(shù)字編號表示元件所在節(jié)點。同步機中,TJ為慣性時間常數(shù);X'd為d軸暫態(tài)電抗;Xq為q軸電抗;X'q為q軸暫態(tài)電抗。勵磁器中,Ke為磁路積分偏差。負荷中,Kq為頻率敏感型無功負荷占比;Kp為頻率敏感型有功負荷占比。

將攝動前的參數(shù)作為未知的系統(tǒng)真實參數(shù)集,其仿真結(jié)果作為實測結(jié)果;將攝動后的參數(shù)作為已知的現(xiàn)有模型參數(shù)進行仿真。在此情況下,計算軌跡靈敏度,通過頻域特征提取確定主導(dǎo)參數(shù)集。對主導(dǎo)參數(shù)集進行參數(shù)校正,并驗證所選主導(dǎo)參數(shù)集的合理性。

對于觀測量的選取,理論上可選取電壓、電流、頻率、功率、功角、角速度等觀測量。但從廣域測量系統(tǒng)WAMS(Wide-Area Measurement System)量測數(shù)據(jù)的有效性出發(fā),只有電壓、電流的幅值和相角是直接實際測量得到的,有功功率和無功功率均是在此基礎(chǔ)上計算得到的,而發(fā)電機功角、角頻率通常不是直接測量得到的。其次,在同一擾動下,應(yīng)選擇軌跡誤差大、動態(tài)行為激發(fā)充分的觀測量,以充分體現(xiàn)參數(shù)的作用。在該小系統(tǒng)中,觀測量的動態(tài)行為激發(fā)都比較充分。另外,所選觀測量應(yīng)是運行人員比較關(guān)注的、對系統(tǒng)安全有重要影響的變量。故障發(fā)生短期內(nèi)不太關(guān)注頻率變化,電流亦不是系統(tǒng)分析中所格外關(guān)注的,通常關(guān)注的是有功功率和節(jié)點電壓。綜合以上3 點,本文選擇節(jié)點電壓幅值和有功功率為觀測量進行分析。

求取參數(shù)軌跡靈敏度頻譜有以下2 種方法:方法1是通過軌跡靈敏度直接進行頻域變換,方法2是通過傳遞函數(shù)進行頻域靈敏度換算(如式(8)所示),所用傳遞函數(shù)按文獻[17]所提方法得到。因擾動設(shè)定在節(jié)點8,故以節(jié)點8 電壓幅值為輸入變量,并以節(jié)點3 電壓幅值為輸出變量。圖3 對比了大擾動下(此處設(shè)三相短路故障時間為0.16 s)通過2 種方法得到的節(jié)點3 同步機參數(shù)X'd(SYN3-X'd)對節(jié)點3電壓幅值的參數(shù)軌跡靈敏度頻譜,圖中幅值為標幺值,后同。

圖3 SYN3-X'd 對節(jié)點3電壓幅值的軌跡靈敏度頻譜Fig.3 Spectrum of trajectory sensitivity of SYN3-X'd to voltage amplitude at Bus 3

由圖3可見,2種方法獲得的頻譜第一峰值大小有較大差異,第二峰值頻點存在偏移。這是由于該系統(tǒng)是非線性系統(tǒng),且在該擾動下不可進行線性化,而方法2 將該系統(tǒng)當作線性化系統(tǒng)進行處理,此時采用方法2 得到的頻譜是不準確的。為保證頻譜的準確性,應(yīng)采用方法1 求取各參數(shù)軌跡靈敏度的頻譜。

4.2 頻域分析和主導(dǎo)參數(shù)識別

首先,以有功功率為觀測量進行分析。計算節(jié)點3仿真與實測有功功率的誤差并進行頻域變換,其變換結(jié)果見圖4??梢娫撚泄φ`差頻譜有2 個明顯的峰值,以峰值所在頻點為誤差頻譜的2 個敏感頻點,仿真誤差的幅值比指標為3.67。

圖4 節(jié)點3有功功率誤差頻譜Fig.4 Spectrum of active power error at Bus 3

然后,計算系統(tǒng)中各參數(shù)對節(jié)點3 有功功率的軌跡靈敏度。對參數(shù)軌跡靈敏度曲線進行頻域變換,從所有參數(shù)的軌跡靈敏度頻譜中提取敏感頻點的幅值。按照第3 節(jié)所提方法,得到候選參數(shù)集,并計算候選參數(shù)集中各參數(shù)的平均幅值指標和幅值比指標。按式(13)計算幅值比指標與誤差的幅值比指標的差值,并進行排序,其中排在第六位的差值為1.66,而排在第七位的差值為2.89??梢?,從第七位開始,差值大幅增加,因此選擇前六位參數(shù)為有功功率主導(dǎo)參數(shù)集。同理,對電壓幅值進行分析,發(fā)現(xiàn)從第五位開始差值集中在1.15 附近,與前四位的數(shù)值特征明顯不同,因此選取前四位參數(shù)為電壓主導(dǎo)參數(shù)集。綜上,節(jié)點3 有功功率和電壓幅值的主導(dǎo)參數(shù)集如表1所示。

經(jīng)對比發(fā)現(xiàn),表1中2個觀測量的主導(dǎo)參數(shù)集并不完全一致,僅有3 個共有參數(shù)。由于特定參數(shù)對于不同觀測量的影響效果是不同的(即某些參數(shù)與有功強相關(guān),而另一些參數(shù)與電壓強相關(guān)),因此不同觀測量所識別的主導(dǎo)參數(shù)集也可能不同,這是合理的。此時應(yīng)對各主導(dǎo)參數(shù)集分別進行校正,并比較校正效果,再將多組主導(dǎo)參數(shù)集合并為一組整體效果較好的最終主導(dǎo)參數(shù)集,以提高主導(dǎo)參數(shù)識別的有效性。

表1 節(jié)點3有功功率和電壓幅值的主導(dǎo)參數(shù)集Table 1 Dominant parameter sets of active power and voltage amplitude at Bus 3

采用試錯法[10]分別對有功功率和電壓幅值的主導(dǎo)參數(shù)集進行參數(shù)校正。以式(11)所示的整體能量誤差指標E 為目標函數(shù),并用其衡量校正前、后的仿真誤差,如表2所示。

表2 兩觀測量主導(dǎo)參數(shù)集校正前、后整體能量誤差指標Table 2 Overall energy error indicator before and after calibration of dominant parameter sets for two observations

由表2 可知,校正有功功率主導(dǎo)參數(shù)集后,有功誤差指標減少了92.7%;校正電壓幅值主導(dǎo)參數(shù)集后,電壓誤差指標減小了90.2%??梢姡瑑芍鲗?dǎo)參數(shù)集確為各自觀測量的主導(dǎo)參數(shù)集。本文采用的主導(dǎo)參數(shù)集合并方法如下:對于各參數(shù)集的獨有參數(shù),保留其校正值,并在此基礎(chǔ)上對共有參數(shù)重新進行校正,校正仍采用試錯法。由于校正的是兩觀測量的共有參數(shù),在設(shè)定目標函數(shù)時,兩觀測量的仿真誤差都應(yīng)得到體現(xiàn),即有功和電壓各自的仿真誤差應(yīng)按照一定比例折算到目標函數(shù)中。若同等對待有功功率和電壓,可設(shè)置目標函數(shù)如下:

其中,EP為有功整體能量誤差指標;EV為電壓整體能量誤差指標。

以該目標函數(shù)對共有參數(shù)進行校正,并獲得共有參數(shù)的校正值,得到包含所有參數(shù)的最終主導(dǎo)參數(shù)集如表3 所示。表3 還列出了采用傳統(tǒng)的軌跡靈敏度最大值排序方法識別的主導(dǎo)參數(shù)集。得到參數(shù)校正值見表4,表中X'd、Xq均為標幺值。

表3 用2種方法識別的主導(dǎo)參數(shù)集Table 3 Dominant parameter sets identified by two methods

表4 最終主導(dǎo)參數(shù)集校正結(jié)果及誤差Table 4 Calibration results and errors of final dominant parameter sets

4.3 主導(dǎo)參數(shù)集的合理性

由表4 可見,與校正前相比,最終主導(dǎo)參數(shù)集中校正后參數(shù)誤差均大幅減小,參數(shù)值的準確性顯著提高。

最終得到主導(dǎo)參數(shù)集校正前、后仿真結(jié)果對比如圖5 所示,取穩(wěn)態(tài)有功功率為0.85 p.u.,穩(wěn)態(tài)電壓幅值為1.025 p.u.。圖中,P和V均為標幺值。

由圖5 可見,與校正前相比,有功功率和電壓幅值在校正后仿真結(jié)果與實測數(shù)據(jù)之間不一致性明顯減小。以式(11)的整體能量誤差指標衡量校正后仿真誤差,有功誤差指標為0.066 3,與校正前(見表2)相比減小了88.73%;電壓誤差指標為0.001 9,與校正前相比減小了96.44%。由圖5 及上述指標可知,校正后仿真有效性顯著提高。

對傳統(tǒng)方法識別的主導(dǎo)參數(shù)集同樣采用試錯法進行參數(shù)校正,并使用校正后的模型參數(shù)進行仿真,與本文方法識別的最終主導(dǎo)參數(shù)集校正后仿真結(jié)果進行對比,如附錄中圖A2 所示,有功和電壓穩(wěn)態(tài)值同上文。圖中,P和V均為標幺值。仍以整體能量誤差指標衡量仿真誤差,傳統(tǒng)方法識別的主導(dǎo)參數(shù)集校正后有功誤差指標為0.271 3,電壓誤差指標為0.053 9。與之相比,本文方法識別的最終主導(dǎo)參數(shù)集校正后有功誤差指標減小了75.56%,電壓誤差指標減小了96.47%。由附錄中圖A2 及上述指標可見,與傳統(tǒng)方法相比,校正本文方法識別的最終主導(dǎo)參數(shù)集能更有效地減小仿真誤差,參數(shù)主導(dǎo)性更高。

綜上,本文方法識別的主導(dǎo)參數(shù)集經(jīng)校正后參數(shù)準確性、仿真有效性均顯著提高;與傳統(tǒng)方法相比,主導(dǎo)參數(shù)識別的準確性顯著提高,所得主導(dǎo)參數(shù)集的主導(dǎo)性更高。

圖5 校正前、后節(jié)點3觀測量對比Fig.5 Comparison of observations before and after calibration at Bus 3

5 結(jié)論

針對電力系統(tǒng)仿真誤差主導(dǎo)參數(shù)識別問題,本文提出基于軌跡靈敏度頻域特征提取的主導(dǎo)參數(shù)識別方法,從頻域角度揭示了軌跡靈敏度對電力系統(tǒng)動態(tài)行為的影響。與傳統(tǒng)方法相比,所提方法充分挖掘軌跡靈敏度中蘊含的頻域特征信息,為主導(dǎo)參數(shù)識別提供了新思路,間接改善了模型參數(shù)校正效果。后續(xù)研究將對各參數(shù)軌跡靈敏度頻域特征進行深入挖掘,進一步提取參數(shù)對軌跡特征影響的信息,為實現(xiàn)仿真驗證的可解釋性提供理論指導(dǎo)。

附錄見本刊網(wǎng)絡(luò)版(http://www.epae.cn)。

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