[發明專利]一種海上油田群電網的狀態估計方法

有效

• 申請號: 201310032735.8
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103107536A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 王建豐;謝小榮;魏澈;孫英云;劉國鋒;李強;李浩田
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院;清華大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

1.一種海上油田群電網的狀態估計方法，其包括以下步驟：

1）從能量管理系統中獲得海上油田群電網系統的網絡參數，并把這些網絡參數輸入到海上油田群電網的公共信息模型中；其中，能量管理系統為EMS；

2）從EMS中的SCADA讀取量測數據，量測數據包括遙測量測和遙信量測；其中遙測量測主要包括電壓幅值量測、發電機有功功率量測、發電機無功功率量測、負荷有功功率量測、負荷無功功率量測、線路首端有功功率量測、線路首端無功功率量測、線路末端有功功率量測、線路末端無功功率量測和線路電流幅值量測；遙信量測主要包括開關、刀閘開合狀態的量測以及變壓器分接頭位置量測；其中，每一個測點至少要包括三個內容：測點類型、測點號和量測值；

3）將所述步驟2）中獲得的量測數據權重賦值為1；

4）引入節點注入電流作為狀態變量，并引入繼保量測作為量測量，使約束條件線性化：I＝YU，將狀態變量初始化；

5）把每一個油田平臺電網作為一個區，根據量測殘差加權一范數最小值z^*求解狀態變量，對每個區分別使用內點法計算出量測殘差加權一范數最小值z^*＝h(x^*)，其中x^*是待求解的狀態變量；

6）若步驟5）中最大量測殘差小于門檻1，則保存并輸出狀態估計結果；若最大量測殘差大于門檻1，則將殘差最大的數據標記為壞數據，并將壞數據權重賦值為0，判斷壞數據的比例，若壞數據比例小于門檻2，重新初始化狀態變量并再次進行分區狀態估計，若壞數據比例大于門檻2，報警并重新采樣；其中門檻1取量測殘差為3%；門檻2設定為10%。

2.如權利要求1所述的一種海上油田群電網的狀態估計方法，其特征在于：所述步驟5）中，所述量測殘差包括每個油田平臺內非連接點及支路的量測殘差和連接節點的量測殘差，以及每條海纜連接點的量測殘差。

3.如權利要求1或2所述的一種海上油田群電網的狀態估計方法，其特征在于：所述步驟5）中，所述狀態變量求解方法如下：

（1）根據目標函數h(x^*)求解出一組狀態變量，設定目標函數h(x^*)為：

h(x*)=minΣi=1NK_Pi*Δpi+K_Qi*Σi=1NΔqi+K_Ui*Σi=1NΔui+Σm=1MK_Pij[m]*Σm=1MΔpij[m]+Σm=1MK_Qij[m]*Σm=1MΔqij[m]+Σm=1MK_Iij[m]*Σm=1MΔiij[m],]]>

待估計的狀態變量有節點電壓橫坐標U_ix、節點電壓縱坐標U_iy、節點注入電流橫坐標I_ix和節點注入電流縱坐標I_iy；

（2）經步驟（1）得到的狀態變量電壓和電流之間需要滿足潮流約束和不等式約束：

潮流約束YU-I＝0，即

(G₁₁U_1x-B₁₁U_1y)+…+(G_1nU_nx-B_1nU_ny)-I_1x＝0

(G₁₁U_1y-B₁₁U_1x)+…+(G_1nU_ny-B_1nU_nx)-I_1y＝0

·

·

(G_n1U_1x-B_n1U_1y)+…+(G_nnU_nx-B_nnU_ny)-I_nx＝0

(G_n1U_1y-B_n1U_1x)+…+(G_nnU_ny-B_nnU_nx)-I_ny＝0

不等式約束：

-Δp_i≤P_i-(U_ixI_ix+U_iyI_iy)≤Δp_i

-Δq_i≤Q_i-(U_iyI_ix-U_ixI_iy)≤Δq_i

-Δui≤Ui2-(Uix2+Uiy2)≤Δui]]>

-Δpij≤Pij-[(Uix2+Uiy2)g-UixUjxg-UiyUjyg-UiyUjxb+UixUjyb]≤Δpij]]>

-Δqij≤Qij-[-(Uix2+Uiy2)(b+yc)-UiyUjxg+UixUjyg+UixUjxb+UiyUjyb]≤Δqij]]>

其中，G，B為節點導納矩陣Y中的電導和電納；Δp_i為節點注入有功功率殘差，Δq_i為節點注入無功功率殘差，Δu_i為節點電壓幅值殘差，Δp_ij為支路兩端有功功率殘差，Δq_ij為支路兩端無功功率殘差；

節點注入有功功率殘差Δpi=|Pi-(UixIix+UiyIiy)|,]]>

節點注入無功功率殘差Δqi=|Qi-(UiyIix-UixIiy)|,]]>

節點電壓幅值殘差Δui=|Ui2-(Uix2+Uiy2)|,]]>

支路兩端有功功率殘差Δpij[m]=|Pij-[(Uix2+Uiy2)g-UixUjxg-UiyUjyg-UiyUjxb+UixUjyb]|,]]>

支路兩端無功功率殘差：Δqij[m]=|Qij-[-(Uix2+Uiy2)(b+yc)-UiyUjxg+UixUjyg+UixUjxb+UiyUjyb]|,]]>

支路電流幅值殘差：Δiij[m]=|Iij-[Uix(yi0+yij)-Ujxyij]2+[Uiy(yi0+yij)-Ujyyij]2|;]]>

式中，P_i是節點i注入的有功功率量測；Q_i是節點i注入的無功功率量測；U_i是節點i的電壓量測；P_ij是支路從i側流往j側的有功功率量測；Q_ij是支路從i側流往j側的無功功率量測；I_ij是支路從i側流往j側的電流量測；

（3）滿足步驟（2）約束條件的狀態變量還要滿足其對應的目標函數最小，進而將該組狀態變量進行狀態估計。