[發明專利]一種基于非同步數據的諧波狀態估計方法

有效

• 申請號: 202010880963.0
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112018760B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 王楊;胡譽蓉;徐群偉;吳俊;黃弘揚;樓柏良;呂文韜;馬智泉;李培;陳鋒
• 申請（專利權）人: 四川大學;國網浙江省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/01;H02J13/00;H02J3/06;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

本發明公開了一種基于非同步數據的諧波狀態估計方法，包括以下步驟：S1、獲取電能質量監測系統中主變壓器被監測節點的電能質量監測記錄數據；S2、根據電能質量監測記錄數據和電力系統節點功率方程，構建基于非同步數據的諧波狀態估計模型；S3、判斷諧波狀態估計模型可觀矩陣是否滿秩，若是，則電力系統網絡可觀，并進入步驟S4，若否，則電力系統網絡不可觀，根據注入等效推論增加布點，直到電力系統網絡可觀，并進入步驟S4；S4、建立解諧波狀態目標函數，采用非線性優化算法求解諧波狀態估計模型，得到電力系統網絡的諧波狀態估計值；本發明解決了如何利用我國現有電能質量在線監測系統進行諧波狀態估計的問題。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，具體涉及一種基于非同步數據的諧波狀態估計方法。

背景技術

隨著分布式能源并網與電力電子設備的普遍使用，電力系統的諧波污染日益嚴重。諧波監測是治理諧波的前提，但考慮到測量裝置的價格，監測所有節點、支路的諧波狀態是不現實的，因此根據有限測量數據估算整個系統的諧波狀況，對電力系統諧波治理具有重要意義。

已有的諧波狀態估計模型大多基于理想化同步諧波數據建立，未考慮非實時、非同步等現實困難，致使其準確性在應用中難以得到保證。2012年以來，國家電網公司全面開展電能質量在線監測系統建設與實施，該系統已全面實現對110kV及以上電壓等級主網回路、設備和電網電壓考核點的運行數據自動采集。相比于理想化的諧波測量系統，電能質量在線監測系統的建設更加廣泛，諧波數據測量更為全面。然而，考慮到數據通信、存儲難度，該平臺記錄的諧波數據為3分鐘統計值，其數據實時性、時間同步性均弱于理想化的諧波量測系統，故如何利用我國現有電能質量在線監測系統進行諧波狀態估計是一件具有挑戰與實際價值的工作。

同時現有方法均無法較好地應用于本發明問題中，其主要原因包括：1)現有電能質量監測系統僅提供節點注入功率，不包含支路潮流、節點向量與支路向量等，因此同步相量測量(Phasor Measurement Unit，PMU)相關的可觀性分析法不適用；2)傳統狀態估計變量與本文狀態估計變量不同，系統拓撲可觀性分析的適用性不足。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種基于非同步數據的諧波狀態估計方法解決了如何利用我國現有電能質量在線監測系統進行諧波狀態估計的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種基于非同步數據的諧波狀態估計方法，包括以下步驟：

S1、獲取電能質量監測系統中主變壓器被監測節點的電能質量監測記錄數據；

S2、根據電能質量監測記錄數據和電力系統節點功率方程，構建基于非同步數據的諧波狀態估計模型；

S3、判斷諧波狀態估計模型可觀矩陣是否滿秩，若是，則電力系統網絡可觀，并進入步驟S4，若否，則電力系統網絡不可觀，根據注入等效推論增加布點，直到電力系統網絡可觀，并進入步驟S4；

S4、建立解諧波狀態目標函數，采用非線性優化算法求解諧波狀態估計模型，得到電力系統網絡的諧波狀態估計值。

進一步地，步驟S1中電能質量監測記錄數據包括：諧波電壓幅值、諧波電壓非同步相角、諧波有功功率和諧波無功功率。

進一步地，步驟S2中電力系統節點功率方程為：