基于电能质量监测数据的负荷建模研究
发布时间：2020-07-25 14:02
【摘要】：为给智能电网的自动监测和控制提供数据支撑,构建完善的电能质量信息平台、实现对海量监测数据中信息的深层次分析和有效管理成为发展和研究趋势。电能质量扰动承载着描述系统运行状态和反映负荷特性的有效信息,可以为基于总体测辨法的负荷建模提供数据补充,充分利用已有资源。负荷由于随机时变性、构成复杂性等特点,其建模需要持续长时间的监测数据,数据规模大。为缓解海量监测数据的采集、压缩、存储和传输问题,压缩感知理论克服了传统压缩模式的种种弊端,降低了监测终端的硬件实现难度,更加合理地利用了系统配置。分布式压缩感知理论解决了面向有共享支撑集的多个测量向量为对象的压缩感知问题,采用独立测量、联合重构的处理模式,充分利用了信号间的相关性,降低了精确重构所需测量数。本文提出基于应用压缩感知理论处理扰动数据的电能质量监测系统进行负荷建模的思想并围绕此开展研究。首先,从负荷建模对样本数据的要求和电网各监测系统的性能出发,对基于各类系统监测数据负荷建模的可行性和实用性进行比较,分析得到了基于电能质量监测系统进行负荷建模的优势,对暂态电能质量监测数据用于建模的预处理过程进行了总结;介绍了压缩感知理论应用于处理电能质量信号的数学模型和分布式压缩感知理论的应用模型。对基于电能质量扰动压缩采样数据的负荷单样本建模进行了探讨。基于PSCAD搭建了 IEEE-14节点标准测试系统,通过设置故障获得电能质量扰动事件记录。在分析作为建模样本的电能质量扰动数据特征的基础上,为提高数据处理效率,设计了分段压缩采样与基于改进SP方法重构的方案,完成了建模前的数据获取和处理,并通过仿真分析了数据处理方案的性能。基于重构数据,形成了负荷建模数据样本,对模型的参数进行了辨识。通过检验基于重构数据建立的负荷模型对负荷特性的描述能力,验证了负荷模型的有效性。表明了重构方法的精确度满足负荷建模要求,证明了数据处理方案的有效性,说明了基于电能质量扰动信号的压缩采样值进行负荷建模具有可行性。对基于电能质量压缩采样数据的负荷综合建模进行了探讨。考虑负荷的时变性,针对负荷特性分类与综合的处理方案,提出将分布式压缩感知理论应用于解决负荷特性综合问题的思想。针对负荷特性相似的数据,引入混合支撑集联合稀疏模型描述数据相关性,设计了分段压缩采样和基于阈值和回溯机制的分布式匹配追踪算法用于联合重构的处理方案。该重构方案不需要信号稀疏度作为先验条件,并减少了观测值所需数目。通过仿真,分析了算法对同类负荷数据联合重构的性能。利用算法重构的数据,基于实测响应对负荷特性进行综合、建立了所属类的通用模型。通过检验负荷模型在一定程度上具有泛化性,即负荷的时变性问题得到了解决,证明了提出的负荷综合数据的处理模型和方法的正确性。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM711;TM714
【图文】：
当测量数Ｍ变化时，选取压缩采样比从１０％变化至５０％，调用重构算法对逡逑信号集进行重构，观察各组数据平均ＳＮＲ和ＭＳＥ指标的变化情况，变化曲线如逡逑图３－２、图３－３所示。逡逑５５邋：＇逦￣逦１．逦Ｌ逦Ｌ逦—逦Ｉ逦＾逦Ｉ逦＾邋乙逦．逦＾逦＊邋：逡逑ｔ邋改进的ＳＰ算法分组重构＊逡逑５０－逦＾＾一逦－逡逑＾邋ＳＰ算法逦d叔义希矗靛宀峰危у义希阱巍鲥义希澹掊义希垮澹常担疱危掊危义希ュ义希常安峰骞沐危义希玻担蓿危义希睿铄邋五澹郏恳诲五澹蝈五澹蝈五澹蝈五五澹蝈五危蝈危垮五五义希埃卞危埃保靛危埃插危埃玻靛危埃冲危埃常靛危埃村危埃矗靛危埃靛义涎顾醪裳龋茫樱义义贤迹常膊煌顾鯌蒲认氯哦锹嫉模樱危冶浠咤义希玻瑰义
本文编号：2769920
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM711;TM714
【图文】：
当测量数Ｍ变化时，选取压缩采样比从１０％变化至５０％，调用重构算法对逡逑信号集进行重构，观察各组数据平均ＳＮＲ和ＭＳＥ指标的变化情况，变化曲线如逡逑图３－２、图３－３所示。逡逑５５邋：＇逦￣逦１．逦Ｌ逦Ｌ逦—逦Ｉ逦＾逦Ｉ逦＾邋乙逦．逦＾逦＊邋：逡逑ｔ邋改进的ＳＰ算法分组重构＊逡逑５０－逦＾＾一逦－逡逑＾邋ＳＰ算法逦d叔义希矗靛宀峰危у义希阱巍鲥义希澹掊义希垮澹常担疱危掊危义希ュ义希常安峰骞沐危义希玻担蓿危义希睿铄邋五澹郏恳诲五澹蝈五澹蝈五澹蝈五五澹蝈五危蝈危垮五五义希埃卞危埃保靛危埃插危埃玻靛危埃冲危埃常靛危埃村危埃矗靛危埃靛义涎顾醪裳龋茫樱义义贤迹常膊煌顾鯌蒲认氯哦锹嫉模樱危冶浠咤义希玻瑰义
本文编号：2769920
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