[发明专利]考虑变压器分接头位置估计的电力系统可观测性判断方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统状态估计技术领域，特别是涉及一种考虑变压器分接头位置估计的电力系统可观测性判断方法。 

背景技术

变压器分接头位置的估计已成为实际系统中状态估计软件的基本功能之一。相对于节点电压及相角等状态变量而言，变压器分接头位置因与变压器两端所连接节点的电压及角度、支路有功及无功均有关系，故其可观测性判断相对于单纯的节点电压及角度(分别只与无功及有功量测有关)可观测性判断要相对复杂，如何快速地确定其可观测性，是提高状态估计的计算速度及估计成功率的重要策略之一。 

当前电力系统状态估计可观测性检测方法主要有拓扑方法、代数方法及基于拓扑方法与代数方法二者的所谓混合法。其中拓扑方法假定变压器分接头位置为已知，当系统中的变压器分接头位置未知时，该方法无法直接进行可观测性判断。虽然代数方法可以直接考虑变压器分接头的可观测性判断，但由于该方法需要求解信息矩阵的逆矩阵，且往往与估计程序融合在一起计算，因此从单纯确定系统可观测性角度而言，尤其当系统不可观测时(即雅可比矩阵不可逆)，为了划定系统最大可观测岛，该方法须反复舍弃部分网络再重新判定雅可比矩阵的可逆性，直至得到临界网络(即刚好使得相应雅可比矩阵可逆)，此时往往需耗费较长时间，从而使得其计算效率不高。混合法也无法避免矩阵求逆，以及为了确定最大可观测岛所需的反复试探等比较繁琐的计算。除了上述三类变压器分接 头可观测性检测方法之外，还有一些文献提出了一些改进检测方法，即要求变压器两侧至少存在一个有效(正确)的无功量测以及变压器电抗参数已知，但该条件的成立是建立在该变压器支路无功受其它变比待估计变压器调节影响不大的前提条件下；显然，该条件过于苛刻。一些文献提出了将待辨识变压器分接头位置等效为一个虚拟节点，然后采用代数方法判断其可观测性的策略，该方法仍无法回避前述代数方法本身所固有的缺点。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种考虑变压器分接头位置估计的电力系统可观测性判断方法。 

为了达到上述目的，本发明提供的考虑变压器分接头位置估计的电力系统可观测性判断方法包括按顺序执行的下列步骤： 

步骤1)划分最大可观测岛：根据网络拓扑关系及量测数据，采用拓扑方法从网络中划分出最大可观测岛； 

步骤2)划分孤岛：断开步骤1)划分的最大可观测岛中所有的分接头位置待估变压器，将步骤1)划分的最大可观测岛划分为若干个孤岛，使分接头位置待估变压器位于两孤岛之间或某个孤岛内部，前一种情况称为情况I，后一种情况称为情况II； 

步骤3)确定孤岛可观测类型：不考虑分接头位置待估变压器支路的分接头位置直接相关量测，采用拓扑方法判断每个孤岛的可观测类型； 

步骤4)分接头位置待估变压器位于两孤岛之间时的可观测性判断：根据情况I下非平值启动方式或平值启动方式的可观测判据判断由两个孤岛及其之间的分接头位置待估变压器组成的完整系统的可观测性； 

步骤5)分接头位置待估变压器位于某个孤岛内部时的可观测性判断：根据情况II下非平值启动方式或平值启动方式的可观测判据判断由孤岛及其内部的分接头位置待估变压器组成的完整系统的可观测性。 

在步骤3)中，所述的分接头位置直接相关量测具体包括： 

分接头位置直接相关量测包含分接头位置待估变压器支路i-j相关的有功量测、无功量测、电流量测和变比量测，即和K^mea共11个量测。 

在步骤4)中，所述的情况I下非平值启动方式的可观测判据具体包括： 

31)当两孤岛均为活岛时，满足下述条件则包含分接头位置待估变压器和两岛的完整系统代数可观： 

每个分接头位置待估变压器均至少存在1个与其它分接头位置直接相关的量测；并且至少其中之一有2个或2个以上的与其它分接头位置直接相关的量测； 

32)当一个为活岛、另一个为死岛时，满足下述三个条件之一，则包含分接头位置待估变压器和两岛的完整系统可观： 

(1)每个分接头位置待估变压器均至少存在1个与其它分接头位置直接相关量测，并且至少其中之一有2个或2个以上与其它分接头位置直接相关的量测，死岛内至少存在一条电阻和电抗非零支路，其至少存在1对线路功率量测和其外一个线路量测，或者该支路两侧节点至少存在1对功率量测且该支路至少存在一个线路量测； 

(2)每个分接头位置待估变压器均至少存在1个与其它分接头位置直接相关量测，并且至少其中之一有3个或3个以上与其它分 接头位置直接相关的量测；