[发明专利]计及PMU的等效电压量测变换状态估计方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及电力系统状态估计技术，具体涉及一种等效电压量测变换技术。

(二)背景技术

针对目前监视控制和数据采集(supervision control and data acquisition，SCADA)系统和广域测量系统(wide-area measurement system，WAMS)量测数据的特点，提出了一种计及相量测量单元(phasor measurement unit，PMU)的等效电压量测变换状态估计。文中利用量测量变换方法，将SCADA和WAMS系统下的各类量测转化为等效电压量测，经简化处理得到了常实数信息矩阵，实现了节点电压实部、虚部的解耦计算。该算法具有计算速度快的特点，克服了传统量测量变换状态估计只能处理单一支路功率量测的弊端。IEEE-30节点系统验证了所提方法的有效性。

电力系统状态估计是能量管理系统的重要组成部分。而相量测量单元(phasor measurementunit，PMU)可为电力系统提供准确、高精度的相角信息，改善电力系统状态估计的估计精度、提高运算速度(卫志农，李阳林，郑玉平.基于混合量测的电力系统线性动态状态估计算法[J].电力系统自动化，2007，31(6)：39-43)。但由于价格和技术的原因，目前乃至相当长一段时间内，不可能在系统所有节点装设PMU，也不大可能实现系统状态线性可观测的PMU配置方案。若充分利用已安装的PMU，将其高精度的相角信息应用到电力系统状态估计当中，可以提高状态估计的速度和精度，为后续高级应用软件提供准确、实时的电网数据。目前众多学者研究了计及PMU的状态估计算法以及PMU的配置方案(蒋正威，李继红，孙维真.基于不可观测深度的分阶段PMU配置算法[J].电网技术，2008，32(16)：81-85)。

文献(Phadke A G，Thorp J S，Karimi K J.State estimation with phsor measurements[J]. IEEETrans on Power Systems，1986，1(1)：233-241；卢志刚，徐世范，史增洪，等.部分电压和电流向量可测量时电压相角的状态估计[J].电力系统自动化，2000，24(1)：42-44)提出了完全使用PMU量测的线性状态估计算法，系统状态量的求解无需迭代，可直接计算得到，但PMU数目满足电力系统可观测的要求短时间内无法实现，且其线性状态估计的表达式为复数形式，程序实现较为复杂；文献(李大虎，曹一家.基于SCADA/PMU混合量测的广域动态实时状态估计方法[J].电网技术，2007，31(6)：72-78)利用各节点电压变化的灵敏度关系，通过监视控制和数据采集(supervision control and data acquisiton，SCADA)系统提供的初始值和安装PMU节点的电压量测获得其他未安装PMU节点的电压相量，一定程度上解决了PMU量测不足的情况；文献(李强，周京阳，于尔铿，等.基于混合量测的电力系统状态估计混合算法[J].电力系统自动化，2005，29(19)：31-35；李强，周京阳，于尔铿，等.基于相量量测的电力系统线性状态估计[J].电力系统自动化，2005，29(18)：24-28)在传统状态估计结果的基础上，利用状态量转换预测、潮流计算得到预报状态和预报节点注入电流，与PMU量测一起进行线性状态估计，该方法提高了状态估计的实用性和准确性；文献[8]利用等效电流量测变换方法得到了常数化的雅可比矩阵和信息矩阵，并实现了节点电压的实部、虚部解耦计算，但其信息矩阵的条件数较大，不利于收敛；文献(吴笃贵，徐政.基于相量量测的电力系统谐波状态估计(I)-理论、模型与求解算法[J].电工技术学报，2004，19(2)：64-68；吴笃贵，徐政.基于相量量测的电力系统谐波状态估计(II)-可观性、质量评估与算例研究[J].电工技术学报，2004，19(3)：76-81)利用PMU量测建立了线性的谐波状态估计模型，为PMU量测的应用研究开辟了一个新的领域。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种具有计算速度快的特点，能够克服传统量测量变换状态估计只能处理单一支路功率量测弊端的计及PMU的等效电压量测变换状态估计方法。

本发明的目的是这样实现的：利用量测量变换的方法，首先建立节点注入功率量测、支路功率量测、幅值量测的等效电压量测变换公式，并在此基础上建立PMU量测的量测变换公式，形成计及PMU量测信息的等效电压量测变换状态估计。

本发明的技术特点有：