[發明專利]外網擴展電壓源支路Ward等值模型的建立方法及在狀態估計中的應用

有效

• 申請號: 201710294312.1
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107240916B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 顏偉;李世明;王茜;向德軍;張超;徐展強;余志文;王彬;林玥廷
• 申請（專利權）人: 重慶大學;廣東電網有限責任公司電力調度控制中心
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

本發明公開一種考慮外網擴展電壓源支路Ward等值模型的建立方法及狀態估計方法。所構建的模型應用于內網狀態估計時，能替掉原電力系統中不感興趣或無法實時得到網絡信息的部分，大大縮小狀態估計的規模。本發明公開的狀態估計方法在進行計算時，其等值阻抗參數可通過外網拓撲結構、即擴展Ward等值直接得到，且不需要提供任何外網狀態參數，只需內網量測信息即可進行狀態估計計算，從而避免了外網狀態因非實時等值而可能帶來的較大誤差。

技術領域

本發明屬于電力系統調度自動化領域，尤其涉及一種考慮外網擴展電壓源支路Ward等值模型建立方法及其在狀態估計中的應用。。

背景技術

隨著電力行業的飛速發展，電網日益龐大，調度中心如果僅通過量測信息估計出全網實時運行狀態，往往會耗費大量的計算時間，甚至不能滿足實時在線計算要求；此外，由于量測配置問題，系統某些部分缺失量測信息，導致系統不可觀。而這些實際問題，均可通過等值方法進行處理。

目前應用在狀態估計中的外網靜態等值模型有：掛等值機模型、常規Ward等值模型、擴展Ward等值模型。基于外網直接掛等值機的方法未考慮外網拓撲結構對內網的影響，精度不高。基于常規Ward等值方法，模型中外網對地支路對邊界節點間的等值阻抗會產生影響，且可能會放大邊界節點上的等值對地導納值，從而當邊界節點電壓變化時帶來較大的功率誤差。

基于擴展Ward等值模型的狀態估計方法，雖避免了常規Ward等值模型的弊端，且估計精度較高，但需要的外網信息同時包括等值阻抗參數和狀態參數，易因外網狀態非實時等值而產生較大的誤差。

發明內容

本發明針對已有外網靜態等值方法在狀態估計應用中的不足，基于考慮外網擴展Ward等值模型提出了一種外網擴展電壓源支路Ward等值模型的建立方法及其在狀態估計中應用。其不需要任何外網狀態信息，能較準確的得出估計結果。在內網含有不良數據時，也能夠及時對狀態量進行修正，提高內網狀態估計的精度，以滿足實際工程運用的需要。

技術方案包括：讀入電網的模型參數和SCADA數據；構造外網擴展電壓源支路Ward等值模型；基于外網擴展電壓源支路Ward等值模型的狀態估計方法。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，外網擴展電壓源支路Ward等值模型的建立方法，包括以下步驟:

1)讀入電網的模型參數和SCADA數據：

所述電網的模型參數是指外網、內網拓撲結構及元件參數；

所述SCADA數據包括：支路功率、注入功率和節點電壓幅值。

2)構造外網擴展電壓源支路Ward等值模型：

2-1)利用外網拓撲結構和參數，基于式(1)計算外網節點導納矩陣Y：

式中:節點i和節點j為外網中任意兩個不同的節點；y_ij為節點i和節點j之間的支路導納；符號j∈i表示節點j和節點i直接相連，且當節點i有接地支路時還應包括j＝0時的情況。

將外網節點導納矩陣Y按節點類型整理成如下形式：

式中:Q代表外部網絡中的PQ節點，V代表外部網絡中的PV節點，B代表邊界節點，E代表外部節點，Y_αβ為子矩陣，其中β＝Q,V,Bα＝Q,V,B。

2-2)不計外網并聯支路，基于(2)運用高斯消元法消去原外部網絡節點導納矩陣(2)式中的所有PQ節點，得到化簡后的導納矩陣Y^*，求解電源擴展支路參數：

式中，“0”代表被消去部分,“-”代表無需化成0部分，為(2)式經過2-2)操作后需要保留部分。