[发明专利]计及多平衡机影响的电力系统状态估计方法

权利要求书

1.一种计及多平衡机影响的电力系统状态估计方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)获取电力系统的网络参数，包括：输电线路的支路号、首端节点和末端节点编号、串联电阻、串联电抗、并联电导、并联电纳、变压器变比和阻抗；

(2)初始化，包括：对状态量设置初值、节点次序优化、形成节点导纳矩阵、设置门槛值，分配内存；

(3)输入遥测数据z，包括电压幅值、发电机有功功率、发电机无功功率、负荷有功功率、负荷无功功率、线路首端有功功率、线路首端无功功率、线路末端有功功率以及线路末端无功功率；

(4)电力系统有n个节点，其中节点n，…，n-m所在的发电机组成平衡机组，承担电力系统的不平衡功率；

(5)恢复迭代计数器的迭代次数k＝1；

(6)由现有的状态量x^(k)，按照下式计算各量测量的计算值h(x^(k))；

节点i电压幅值为V_i＝v_i：

节点i注入功率：

Pi=viΣj=1n-m-1vj(Gijcosθij+Bijsinθij)+viΣj=n-mnvj(Gijcosθij+Bijsinθij)Qi=viΣj=1n-m-1vj(Gijsinθij-Bijcosθij)+viΣj=n-mnvj(Gijsinθij-Bijcosθij),]]>

线路i-j上始端功率：

Pij=vi2g-vivjgcosθij-vivjbsinθijQij=-vi2(b+yc)-vivjgsinθij+vivjbcosθij,]]>

线路i-j上末端功率：

Pji=vj2g-vivjgcosθij+vivjbsinθijQji=-vj2(b+yc)+vivjgsinθij+vivjbcosθij,]]>

变压器线路i-j上始端功率：

Pij=-1KvivjbTsinθijQij=-1K2vi2bT+1KvivjbTcosθij,]]>

变压器线路i-j上末端功率：

Pji=1KvivjbTsinθijQji=-vj2bT+1KvivjbTcosθij,]]>

式中v_i、v_j分别为节点i、节点j的电压幅值；θ_ij为节点i和节点j的电压相角差；G_ij、B_ij为导纳矩阵的实部和虚部；g、b、y_c分别为线路的电导、电纳、接地电纳；K为变压器的非标准变比；b_T为变压器标准测的电纳；P、Q分别表示发电机的有功功率和无功功率；i、j＝1，2，…，n-m-1，i、j、m、n都为大于零的自然数，m＜n；

(7)对步骤(6)各式分别关于状态量进行求导，得到量测量的雅克比矩阵H(x^(k))：

节点注入功率：

∂Pi∂vi=Σj=n-mnvj(Gijcosθij+Bijsinθij)+Σj=1j≠in-m-1vj(Gijcosθij+Bijsinθij)+2Giivi∂Pi∂θi=viΣj=n-mnvj(-Gijsinθij+Bijcosθij)+viΣj=1j≠in-m-1vj(-Gijsinθij+Bijcosθij)]]>

(i＝1，2，…，n-m-1)

∂Pi∂vj=vi(Gijcosθij+Bijsinθij)∂Pi∂θj=vivj(Gijsinθij-Bijcosθij)]]>

(j＝1，2，…，n-m-1)

∂Qi∂vi=Σj=n-mnvj(Gijsinθij-Bijcosθij)+Σj=1j≠in-m-1vj(Gijsinθij-Bijcosθij)-2Biivi∂Qi∂θi=viΣj=n-mnvj(Gijcosθij+Bijsinθij)+viΣj=1j≠in-m-1vj(Gijcosθij+Bijsinθij)]]>

(i＝1，2，…，n-m-1)

∂Qi∂vj=vi(Gijsinθij-Bijcosθij)∂Qi∂θj=-vivj(Gijcosθij+Bijsinθij)]]>

(j＝1，2，…，n-m-1)

线路i-j上的始端功率

∂Pij∂vi=2vig-vjgcosθij-vjbsinθij∂Pij∂θi=vivjgsinθij-vivjbcosθij]]>

(i＝1，2，…，n-m-1)

∂Pij∂vj=-vigcosθij-vibsinθij∂Pij∂θj=-vivjgsinθij+vivjbcosθij]]>

(j＝1，2，…，n-m-1)

∂Qij∂vi=-2vi(b+yc)-vjgsinθij+vjbcosθij∂Qij∂θi=-vivjgcosθij-vivjbsinθij]]>

(i＝1，2，…，n-m-1)

∂Qij∂vj=-vigsinθij+vibcosθij∂Qij∂θj=vivjgcosθij+vivjbsinθij]]>

(j＝1，2，…，n-m-1)

(8)求取状态修正量选取并修正状态量得到

Δx^(k)=[HT(x^(k))R-1H(x^(k))]-1×HT(x^(k))R-1[z-h(x^(k))]]]>

x^(k+1)=x^(k)+Δx^(k)]]>

其中，x为电力系统的2n-1维状态变量；是状态量的估计值；z为量测值矢量即遥测数据；h(x)是x的非线性函数；H(x)为量测函数的雅克比矩阵；R^-1为量测矢量的加权阵；T为转秩符号；(k)表示迭代序号；

(9)当小于设定的收敛标准，结束状态估计，否则返回步骤(6)进行第k+1次估计。