[发明专利]单变压器变电站谐波状态估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统谐波监测技术领域，特别涉及一种单变压器变电站谐波状态估计方法。

背景技术

在现有技术中，变电站谐波状态估计是利用同步相角测量单元（PMU）作为技术基础展开研究。广域测量系统中的同步相角测量单元（PMU）利用GPS系统的高精度授时信号，能实现对电力系统各个节点动态数据的同步采集。理论上，相角测量单元可以为大规模地区电网进行谐波状态估计提供技术支持。但是在实际电网中，只有某些局部电网安装有同步相量量测单元，而大部分地区电网已经安装的监测装置并没有GPS对时功能，而相角测量单元造价昂贵，如果重新安装同步相角测量单元，会大大增加谐波状态估计的成本。从应用范围看，现有技术方案适用于大区域电网，范围广，在谐波情况下，电网状态很容易受到参数分散性的影响。但是在现有技术方案的谐波状态估计中并没有考虑到参数分散性的因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单变压器变电站谐波状态估计方法，该方法估计准确性高，易于实现且实现成本低。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种单变压器变电站谐波状态估计方法，对于单台三绕组变压器独立运行的情况，将三绕组变压器全部参数归算到高压侧，由星-角变换得到变压器等效电路：

节点1、节点2、节点3的电压相量分别为V₁、V₂、V₃，注入电流相量分别为I₁、I₂、I₃，节点1经等效阻抗Z₁₂与节点2连接，节点1经等效阻抗Z₁₃与节点3连接，节点2经等效阻抗Z₂₃与节点3连接；

选择节点1进行电压、电流相量全量测，选择节点2进行电压相量量测，得到量测矩阵                                               ，状态矩阵，其中，V₁、V₂、I₁为量测装置测得的量测相量，V₃、I₂、I₃为待求的状态相量；

列出节点电压方程为：

按量测量和状态量节点编号对节点导纳矩阵Y分块，即

令，，，；

Y₁₂、Y₁₃、Y₂₃均小于0，Y₂₂大于0，从而得到

式中，Y_kk为节点导纳矩阵中对应谐波电流量测相量和谐波电压量测相量的子矩阵，Y_kn为节点导纳矩阵中对应谐波电流量测相量和谐波电压状态相量的子矩阵，Y_nk为节点导纳矩阵中对应谐波电流状态相量和谐波电压量测相量的子矩阵，Y_nn为节点导纳矩阵中对应谐波电流状态相量和谐波电压状态相量的子矩阵；

由变压器等效电路，变压器三端对称，取高中低压侧任一端进行电压电流全量测，任一端进行电压量测，系统都可观测；量测方程为：

。

本发明的有益效果是：

1、采用变电站内已有的集成监测装置，运用多路信道同时监测多个量测点，较易实现同步，可行性更强，也大大降低了成本。

2、在局部电网进行状态估计，范围小，状态估计结果受参数分散性影响小，提高了状态估计的准确性。

附图说明

图1是本发明方法的实现流程图。

图2是本发明实施例中单台三绕组变压器等效电路图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

谐波状态估计理论：

谐波状态估计以节点电压作为状态量，节点电压、支路电流和节点注入电流作为量测量，用注入电流源表示非线性负荷，各次谐波之间实现了解耦。

谐波状态估计数学模型可表示为