[发明专利]一种柔直及交流混合电网抗差状态估计方法和装置

说明书

本发明提供了一种柔直及交流混合电网抗差状态估计方法和装置，确定柔性直流换流器的状态量；求解动态分区抗差状态估计模型，得到状态量的修正量，判断牛顿拉夫逊法是否收敛，若不收敛，则修正柔性直流换流器的状态量，并迭代求解动态分区抗差状态估计模型，直至收敛。本发明收敛性好，且状态估计结果准确性高。本发明采用牛顿拉夫逊法迭代求解预先构建的动态分区抗差状态估计模型，实时性高，成本低，且提高了状态估计计算速度；本发明以柔直及交流混合电网的量测数据质量为潮流计算等电网运行分析提供了良好的数据断面，为调度自动化系统中的各高级应用提供计算分析基础，为交直流混合电网安全准确调控提供数据和技术支撑。

技术领域

本发明涉及电力系统自动化领域，具体涉及一种柔直及交流混合电网抗差状态估计方法和装置。

背景技术

柔性直流输电技术的发展，并快速应用于电力系统，包括两端输电系统、三端输电系统、五端输电系统都已在电力系统投运，以及张北正在建设±500kV柔性直流电网。柔性直流输电系统运行控制方式复杂多样，柔直、交流混合电网的实时准确的运行状态是混合电网安全准确调控的基础和关键。考虑柔性直流输电技术的快速发展和应用，传统状态估计方法已经不再适用，柔直、交流混合电网高效准确的状态估计是电网准确调控安全运行的强有力的技术支撑。

电力系统状态估计立足研究和应用，主要包括两类。加权最小二乘状态估计和不良数据辨识配合应用，实现电网的状态估计计算，优点是最小二乘状态估计模型算法简单稳定，缺点是需要不良数据辨识模块配合使用，需要多次重复状态估计、辨识的过程，计算量比较大，且状态估计准确性还需要性能较好的不良数据辨识模块。另一类，主要以抗差状态估计为主，包括残差绝对值、指数型目标函数、熵理论的应用等，多处于理论研究阶段，在实际电网应用的较少，且涉及到复杂的求解问题，实用化程度较低。

现有技术中的柔直及交流混合电网状态估计主要以交替法为主，交替求解法是最能够充分利用原有交流系统程序的算法，只需要增加一个模块实现直流部分的迭代即可，但需要交流系统和直流系统交替迭代进行，收敛性较差，尤其在交直流电网连接点以及附近出现坏数据时，状态估计结果准确性低。

发明内容

为了克服上述现有技术中收敛性差且状态估计结果准确性低的不足，本发明提供一种柔直及交流混合电网抗差状态估计方法和装置，采用牛顿拉夫逊法求解预先构建的动态分区抗差状态估计模型，得到所述状态量的修正量，基于所述修正量判断牛顿拉夫逊法是否收敛，若不收敛，则根据修正量修正柔性直流换流器的状态量，并迭代求解动态分区抗差状态估计模型，直至收敛；动态分区抗差状态估计模型基于量测量的权函数构建，收敛性好，且状态估计结果准确性高。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种柔直及交流混合电网抗差状态估计方法，包括：

基于预先构建的柔直及交流混合电网的数学模型确定柔性直流换流器的状态量；

采用牛顿拉夫逊法求解预先构建的动态分区抗差状态估计模型，得到所述状态量的修正量，基于所述修正量判断牛顿拉夫逊法是否收敛，若不收敛，则根据修正量修正柔性直流换流器的状态量，并迭代求解动态分区抗差状态估计模型，直至收敛；

所述动态分区抗差状态估计模型基于量测量的权函数构建。

所述预先构建的柔直及交流混合电网的数学模型包括直流节点注入功率方程、换流变压器支路功率方程、柔直网络方程以及状态量量测方程。

所述直流节点注入功率方程包括：