[發明專利]一種配電網電壓功率靈敏度估計方法和系統

在審

• 申請號: 201910307590.5
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110048408A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 宋毅;王成山;向紅偉;孫充勃;原凱;常喜強;蔡超;靳夏寧;胡丹蕾;李鵬;宿洪智;邢占禮;瞿艷坤;徐田豐;劉新宇;宋占黨;白霄磊
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網經濟技術研究院有限公司;國網新疆電力有限公司烏魯木齊供電公司;天津大學
• 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: 孫楠

本發明涉及一種配電網電壓功率靈敏度估計方法和系統，其特征在于包括如下步驟：1)選取需要進行電壓功率靈敏度估計的節點，將被選取節點外的配電網絡進行戴維南等值，得到完整配電系統的戴維南等值模型，并確定待估計戴維南模型等值參數；2)根據待估計戴維南模型等值參數設置狀態變量，采用卡爾曼濾波算法對狀態變量進行估計，得到的狀態變量估計值最優結果作為戴維南模型等值參數估計結果；3)利用得到的戴維南等值模型參數估計結果，計算配電系統等值節點的電壓有功功率靈敏度S_P與無功功率靈敏度S_Q。本發明可以廣泛應用于配電網電壓功率靈敏度估計領域。

技術領域

本發明涉及一種配電網電壓功率靈敏度估計方法和系統，特別是一種基于同步相量量測等值的配電網電壓功率靈敏度估計方法。

背景技術

近年來，我國電力事業蓬勃發展，電壓問題也逐漸暴露出來。隨著新能源和需求側響應負荷的接入，在配電網層面上，配電系統用戶側不斷擴大，負荷容量不斷集中，負荷峰谷差逐漸增大，用戶對電壓質量要求越來越高。電壓功率靈敏度因其能夠準確反映系統中電壓與功率的變化關系，在電力系統的運行控制中發揮著極為重要的作用。

傳統的電壓功率靈敏度計算，首先通過離線潮流計算求得雅可比矩陣，再通過雅可比矩陣求逆得到電壓功率靈敏度。采用離線潮流計算電壓功率靈敏度由于存在元件參數不準確、信息更新不及時、難以追蹤系統運行點及相關拓撲變化等缺陷，通常會有較大的計算誤差。

當前，隨著同步相量量測單元等先進電力裝備技術的發展，使得基于實時量測的電壓功率靈敏度的在線估計成為可能。通過實時的量測信息，實現系統狀態與運行參數的在線估計，能夠充分避免上述因素引起的估計誤差。特別是，基于同步相量量測裝置能夠實現有功功率、無功功率、電壓相角、電壓幅值、系統頻率等電氣量的高精度同步量測，現已廣泛用于電力系統的參數辨識與運行控制等方面。同時，利用同步相量量測數據，可以實現戴維南等值參數的辨識，并應用于電力系統穩定性的分析與負荷控制策略的制定。進一步，通過戴維南等值，可以將整個網絡進行化簡，進而將內部網絡等值，實現系統不可觀情況下的電壓功率靈敏度估計。

然而，雖然同步相量量測裝置能夠提供更精確的數據量測，但由于數據采集、轉換與通信等環節的影響，使得量測數據中含有附加噪聲，會降低戴維南等值參數估計的精度，進而影響在戴維南等值模型基礎上的電壓功率靈敏度計算的準確度，因此需要在考慮同步相量量測噪聲的情況下估計戴維南等值參數并計算電壓功率靈敏度。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種配電網電壓功率靈敏度估計方法和系統，利用同步相量量測與卡爾曼濾波方法，估計戴維南等值模型參數，進而實現配電網的電壓功率靈敏度的估計計算。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種配電網電壓功率靈敏度估計方法，其包括如下步驟：

1)選取需要進行電壓功率靈敏度估計的節點，將被選取節點外的配電網絡進行戴維南等值，得到完整配電系統的戴維南等值模型，并確定戴維南等值模型的待估計參數；

2)根據確定的戴維南等值模型的待估計等值參數設置狀態變量，并采用卡爾曼濾波算法對狀態變量進行估計，得到的狀態變量估計值最優結果作為戴維南等值模型的參數估計結果；

3)利用得到的戴維南等值模型的參數估計結果，計算配電系統等值節點的電壓有功功率靈敏度S_P與無功功率靈敏度S_Q。

進一步的，所述步驟1)中，所述完整配電系統的戴維南等值模型為：