[发明专利]一种基于幂级数展开的系统戴维南等值参数计算方法

说明书

本发明涉及一种基于幂级数展开的系统戴维南等值参数计算方法，所述方法包括下列步骤：根据戴维南等值数学模型，以相邻采样时刻内戴维南等值参数幅值不变化为前提，建立相邻采样时刻内的戴维南系统电路方程；根据幂函数性质和幂级数展开式对戴维南系统电路方程进行处理，得到相邻采样时刻内戴维南等值参数幅角增量的数学表达式；采集本地相量测量信息，根据戴维南系统电路方程和相邻采样时刻内戴维南等值参数幅角增量的数学表达式，通过欧拉公式计算得到当前时刻戴维南系统的戴维南等值参数。与现有技术相比，本发明具有考虑了负荷扰动对戴维南等值参数幅角带来的影响、避免了参数漂移以及计算速度快等优点。

技术领域

本发明涉及电力系统在线监测与控制领域，尤其是涉及一种基于幂级数展开的系统戴维南等值参数计算方法。

背景技术

随着电网负荷强度的不断提高及规模的迅速扩大，电力系统状态已不断接近其稳定运行极限。如何更贴近电网实际运行状态，准确地预测评估系统极限潮流和电压稳定临界点成为研究的热点。

相量测量单元(PMU)的广泛使用使得基于测量的电压稳定在线评估方法成为研究电压稳定的主要手段之一。其中，基于戴维南等值和阻抗匹配原理的电压稳定分析方法因其物理概念明确、模型简单、能清晰地表征电压稳定性而受到广泛关注。因此如何对不断变化的戴维南等值参数进行跟踪估计就成了关键所在。

目前戴维南等值参数在线计算方法有很多，按照数据来源的不同，大致可分为以下三类：(1)基于外部测量信息的多时间断面算法：该类算法以1999年Khoi.Vu提出的传统法为代表，通过假设两个连续采样时间间隔内戴维南等值参数不变，利用潮流方程推导出戴维南等值参数的解析式并进行求解。该算法虽然简单快捷，但是由于假设条件与实际情况严重不符，因此仅适用于等值节点处发生合适的扰动(扰动既不能过大也不能过小)，等值系统内部几乎不发生扰动的情况，局限性很强，同时也会带来参数漂移问题。(2)基于外部测量信息的单时间断面算法：该类算法是对方法(1)的改进，通过选取初值并进行迭代修正的方法，实时跟踪戴维南等值参数的变化，在算法精度和准确度上有所改进，但是该方法仍建立在假设前后两个采样时间间隔电气量不发生较大的变化的情况下，且对初值的选择有很高的要求。(3)基于内部网络结构的内推算法：该类算法基于网络结构参数求取系统戴维南等值参数，与基于外部测量值的辨识算法相比，不易受测量误差等因素的干扰，准确性大大提高。但是由于需要收集全网的信息，计算量大大增加，所需时间较长。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种基于幂级数展开的系统戴维南等值参数计算方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于幂级数展开的系统戴维南等值参数计算方法，所述方法包括下列步骤：

1)根据戴维南等值数学模型，以相邻采样时刻内戴维南等值参数幅值不变化为前提，建立相邻采样时刻内的戴维南系统电路方程；

2)根据幂函数性质和幂级数展开式对步骤1)建立的戴维南系统电路方程进行处理，得到相邻采样时刻内戴维南等值参数幅角增量的数学表达式；

3)采集本地相量测量信息，根据步骤1)建立的戴维南系统电路方程和步骤2)中得到的相邻采样时刻内戴维南等值参数幅角增量的数学表达式，通过欧拉公式计算得到当前时刻戴维南系统的戴维南等值参数。

优选地，所述戴维南系统电路方程具体为：