郭凌旭张志君陈建波黄志刚

（1.国网天津市电力公司，天津 050021；2.三川电力设备股份有限公司，河北保定 071051）

由遥测数据辨识线路功率修正系数

郭凌旭1张志君1陈建波2黄志刚1

（1.国网天津市电力公司，天津 050021；2.三川电力设备股份有限公司，河北保定 071051）

变电站交流变送器中无功的量测公式由于谐波的存在造成量测误差，CT、PT同时存在计量误差，造成遥测数据有偏。不仅影响状态估计计算，还直接影响其它计算的精度。本文提出了利用遥测数据辨识修正系数的方法，通过修正系数来纠正量测的误差，同时给出了现场验证的结果。

输电线路 量测误差 修正系数 状态估计

电力量测和遥测是电网运行、分析、自动化和计量的基础，电网的运行监视、分析计算、电网调度自动化、变电站综合自动化、电力计量等都需要对电网的电力量测和遥测，量测和遥测数据是电网的基础数据，缺项不可，出错不可，犹如百河之源，水源一旦有误，将造成所有河水遭污染。所以，国家电网公司调度控制中心自2005年着手电网的定量分析和计算，到2012年建成省网两级调度的D5000系统，统一模型和数据格式，为电网的定量计算奠定了基础。然而，SCADA数据仍然有问题［1］，一则是由于遥测有问题，存在坏数据，稳态处理技术能够加以处理［1-3］；二则量测有偏，尤其是无功功率问题较大。

本文详细分析了量测有偏的产生原因，并提出了利用遥测数据，辨识线路功率修正系数，利用修正系数对量测进行纠偏的理论依据。并利用D5000系统研究态进行量测纠偏的验证，给出了验证实例。

1 量测有偏的原因

1.1 无功量测公式问题

变电站的交流变送器中无功的量测公式多采用：

其中，N为一个工频周期内的采样点数。

uk-N/4意味着电压前移N/4个点，相当于基波提前90°，如果没有谐波，Eq.1与有功功率相仿，成立。

然而，实际系统中有谐波，4/Nku-对2次谐波意味着前移180°，3次谐波滞后90°，等等，Eq.1是不成立的。

可见，无功的数字量测公式只有在基波条件下成立，实际运行中，由于存在谐波，造成无功量测误差。电力法中要求谐波总量在5 %之内，污染严重的可能达到10%，公式所造成的无功误差在2%之内。这就是为什么自动化、监视仪表将UI精度定在0.5%、有功功率1%，无功功率为2%的原因。

1.2 CT、PT误差的影响

1.2.1 CT的误差

CT的误差分为幅差和角差，考虑CT的等效内阻抗Zo和CT的二次等效负载ZL后，等效电路见图1，电流在5%～120%间成立，幅差 Iδ和角差Iδα：

所以， βI＞1， ΔαI＜0。

若 βI、Δ αI已知，对测得的 I.2'应当加以修正：

所以，由于CT的误差应修正功率：

可见， KIr＞0， KIm＜0。

1.2.2 PT的误差

2 功率修正系数的推导

2.1 功率修正方程

综合考虑无功量测公式误差和CT误差的影响后，得出修正功率方程：其中，K为待辨识的功率修正系数。

2.2 通过功率修正系数纠正量测有偏

CT和PT误差的修正系数合并，有：

因为，

S=P +jQ=（P'+jQ'）·（1+Kr+jKm），得：

Eq. 9 P=P'+ΔP， ΔP =Kr·P'-Km·Q'

Eq. 10Q=Q'+ΔQ ，ΔQ =Kr·Q'+Km·P'

采用上述公式修正功率，其中： P'为有功遥测值， Q'为无功遥测值，ΔP为有功修正值，ΔQ为无功修正值。Kr为修正系数的实部，Km为修正系数的虚部。

3 由遥测数据辨识修正系数

3.1 遥测数据

一条线路的遥测数据是线路两侧有功功率、无功功率、电流和母线电压的遥测值集合，m = 1，2，…，M；一台变压器的遥测数据是变压器两侧或三侧有功功率、无功功率、电流和母线电压的遥测值集合

一个区域电网由L条线路、b台两绕组变压器和B台三绕组变压器组成，其遥测数据也是这些线路和变压器的有功功率、无功功率、电流和母线电压的遥测值集合 ℜ=ЦL+∏b+ⅢB。

时间上，至少1分钟一个采样，跨度至少一天，总采样M个。

3.2 数据处理

对遥测数据按照稳态技术处理［1］，得：其中

3.3 辨识功率修正系数

3.3.1 辨识功率修正系数

将Eq.11的遥测稳态值代入Eq.5、再代入Eq.6，由于量测干扰影响，Eq.6不再等于0，而是等于误差列向量ε，令，

J =εT·ε

要J取最小值，按照最优化算法，求得修正系数K。

3.3.2 通过修正系数纠正量测误差

求得的修正系数如Eq.8所示，包含实部Kr和虚部Km，将Kr和Km依次带入Eq.9和Eq.10，分别计算修正后的有功功率P和无功功率Q。

4 现场验证

通过上述方法成功辨识出武常I线的功率修正系数，其中源侧修正系数为：0.00839+0.00798i，荷侧修正系数为：2.84E-14+ 0.00879i。在D5000系统研究态通过将修正系数在线修正遥测数据后，进行状态估计计算，遥测数据修正前后的状态估计结果对比分析如下：

由图2、图3对比可见，图2中，未修正遥测数据之前的误差曲线，源侧的有功和无功误差曲线相对于坐标0轴有偏较大，不是在0轴上下波动；荷侧无功误差曲线相对于0轴有少许偏差，源侧有功误差曲线偏离0轴较少。图3中，遥测数据修正之后的误差曲线，无论源侧还是荷测，有功误差和无功误差都在0轴上下均衡波动，不再偏离0轴，可见修正效果明显。

5 结语

本文提出的利用D5000遥测数据，经过稳态数据处理［1-2］后，辨识功率修正系数，然后利用功率修正系数在线纠正量测公式和CT、PT造成的计量误差。通过D5000系统研究态的在线试验，验证了该技术的可行性，经过修正之后的遥测数据带入D5000系统进行状态估计计算，误差曲线对比显示，量测有偏得到很好的纠正。

本文采用的稳态处理技术［2］和修正系数辨识技术［2］，已经申请国家发明专利。

［1］郝玉山，等.遥测数据中的坏数据机理及其处理［J］.南方电网技术，2012，6（5）∶1-6.

［2］郝玉山.基于稳态遥测技术实现线路参数辨识的方法和系统［J］.中国发明专利，201310077049.

［3］郝玉山.数据采样方法与系统及其在参数辨识中的应用方法与系统［J］.中国发明专利.201210408534.

郭凌旭（1974—），男，河北保定人，高级工程师，主要研究方向：电力调度自动化系统原理及应用；张志君（1985—），女，天津人，主要研究方向：电力调度自动化系统原理及应用；陈建波（1975—），男，河北保定人，工程师，主要研究方向：电力遥测数据处理及电网元件参数辨识方面的研究；黄志刚（1978—），男，天津人，高级工程师，主要研究方向：电力系统调度运行控制。