本發(fā)明屬電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電力系統(tǒng)頻率隨機(jī)控制性能評(píng)價(jià)裝置及方法。

背景技術(shù)：

區(qū)域電力系統(tǒng)互聯(lián)是當(dāng)期電力系統(tǒng)的基本形式。各個(gè)區(qū)域電網(wǎng)控制性能的好壞直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定和可靠性。其控制性能也是該區(qū)域電網(wǎng)考核的依據(jù)。在負(fù)荷波動(dòng)和隨機(jī)性很強(qiáng)的新能源雙重作用下，互聯(lián)電力系統(tǒng)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的隨機(jī)性，其隨機(jī)性能評(píng)價(jià)成為其區(qū)域控制性能評(píng)價(jià)的主要方面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于熵的多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)隨機(jī)性能評(píng)價(jià)裝置與方法。

其特征是該裝置包括數(shù)據(jù)濾波器，熵值計(jì)算器，指標(biāo)計(jì)算器三部分，三部分依次串行連接。其中數(shù)據(jù)濾波器以各個(gè)控制區(qū)域的聯(lián)絡(luò)線功率交換偏差和頻率偏差信號(hào)為輸入，采用平均濾波方法得到區(qū)域控制誤差和頻率偏差的分鐘級(jí)平均濾波值，兩者的濾波值做乘法得到值作為數(shù)據(jù)濾波器的輸出；對(duì)于熵值計(jì)算器以數(shù)據(jù)濾波器的輸出作為其輸入，采用核函數(shù)法計(jì)算熵值后輸出；指標(biāo)計(jì)算器以熵值計(jì)算器的輸出為輸入，進(jìn)行性能評(píng)價(jià)計(jì)算，顯示并輸出隨機(jī)性能評(píng)價(jià)結(jié)果。

基于熵的多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)隨機(jī)性能評(píng)價(jià)方法其特征是該方法包含三個(gè)步驟：

(1)對(duì)區(qū)域控制誤差和頻率偏差的分鐘級(jí)平均濾波

對(duì)區(qū)域控制誤差ace和頻率偏差δf按照分鐘級(jí)進(jìn)行濾波并構(gòu)造新的性能統(tǒng)計(jì)量y，y的第i個(gè)元素計(jì)算如下：

yi＝mean(ace)imin×mean(δf)imin(1)

其中mean(·)imin表示對(duì)變量第i分鐘內(nèi)的采樣值求平均。

(2)性能統(tǒng)計(jì)量y的熵值估計(jì)

在性能統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，利用核函數(shù)法估計(jì)統(tǒng)計(jì)量的概率密度函數(shù)，進(jìn)而估計(jì)其熵值。本發(fā)明采用的核函數(shù)為高斯核函數(shù)記為κ(x)，具體表示如下：

其中：x為任意待計(jì)算核函數(shù)的變量。

利用上述核函數(shù)估計(jì)各個(gè)統(tǒng)計(jì)量的概率密度值γ(yi)如下：

其中n為y的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，h＝1.06σn^-0.2，σ為y的標(biāo)準(zhǔn)差。

以此按照熵的定義估計(jì)y的熵值如下：

(3)性能指標(biāo)的計(jì)算

計(jì)算性能評(píng)價(jià)周期內(nèi)每一個(gè)小時(shí)的性能統(tǒng)計(jì)量y的熵值，記第i小時(shí)的熵值為h(y)ihour，然后與上一年全年的性能統(tǒng)計(jì)量y的熵值hl作比較，可得第i小時(shí)的性能指標(biāo)

長(zhǎng)期隨機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)cps_h定義如下的：

cps_h＝(2-avg(ch)t)×100(6)

其中：avg(ch)t表示在在性能評(píng)價(jià)時(shí)間t內(nèi)的每個(gè)小時(shí)性能指標(biāo)ch求平均。如果cps_h＞100即認(rèn)為多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)的隨機(jī)性能合格。

附圖說明

圖1：10小時(shí)頻率偏差與區(qū)域控制誤差

圖2：性能統(tǒng)計(jì)量

具體實(shí)施方式

結(jié)合發(fā)明書內(nèi)容，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作簡(jiǎn)要說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

為了說明本發(fā)明方法的實(shí)施方法的方便，將某區(qū)域電力系統(tǒng)隨機(jī)性能的評(píng)價(jià)的時(shí)段選為10個(gè)小時(shí)，實(shí)際中通常取1個(gè)月或者1年。本發(fā)明的實(shí)例選擇某互聯(lián)電力系統(tǒng)中一區(qū)域?yàn)殡S機(jī)性能評(píng)價(jià)對(duì)象，計(jì)算其上一年的統(tǒng)計(jì)量熵值為-10.2。如附圖1為某互聯(lián)電力系統(tǒng)中一區(qū)域的頻率偏差和區(qū)域控制誤差。按照區(qū)域控制誤差ace的定義計(jì)算ace，更多的實(shí)際系統(tǒng)中ace信號(hào)可以直接從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中獲得。

將ace和頻率偏差按照公式(1)計(jì)算性能統(tǒng)計(jì)量y，如附圖2所示。

計(jì)算每個(gè)小時(shí)計(jì)算一次y的熵值。采用核函數(shù)法計(jì)算具體各個(gè)小時(shí)的熵值如下：

-10.80-10.88-10.42-10.44-11.23

-10.18-10.33-10.79-9.89-10.45

對(duì)各個(gè)小時(shí)內(nèi)熵值取做指數(shù)運(yùn)算得值如下：

2.04×10^-51.88×10^-52.98×10^-52.92×10^-51.33×10^-5

3.79×10^-53.26×10^-52.05×10^-55.08×10^-52.93×10^-5

按照公式(5)計(jì)算各個(gè)小時(shí)的指標(biāo)如下：

0.54980.50580.80110.78590.3582

1.01850.87650.55221.36550.7880

按照公式(6)計(jì)算10小時(shí)該區(qū)域隨機(jī)控制性能指標(biāo)為：

123.9>100

說明該區(qū)域隨機(jī)控制性能合格。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于最小信息熵的多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)的隨機(jī)性能評(píng)價(jià)裝置與方法。該裝置包含數(shù)據(jù)濾波器，熵值計(jì)算器，指標(biāo)計(jì)算器三部分；該方法包括對(duì)區(qū)域控制誤差和頻率偏差的分鐘級(jí)平均濾波；性能統(tǒng)計(jì)量的熵值估計(jì)；性能指標(biāo)計(jì)算三個(gè)步驟。本發(fā)明多區(qū)域統(tǒng)互聯(lián)電力系的隨機(jī)性能評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)潔且高效，對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行無影響，且計(jì)算方便，易于應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：孟慶偉;王艷松;鐘振芳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油大學(xué)（華東）
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.17
技術(shù)公布日：2017.07.07