[发明专利]基于优化量测的电网谐波状态估计方法

说明书

一种基于优化量测的的电力系统网络谐波状态估计方法。首先利用BPSO算法实现了配网量测装置的优化配置，然后根据量测数据实现配网谐波状态的估计，最后以18节点配电网模型进行了算例仿真分析，验证了谐波状态估计算法的准确性。基于优化量测的谐波状态估计充分降低了运行成本，优化了运算过程，保证了估计精度，得到了全网络的谐波电压状态，为进一步完成配网谐波源检测与定位奠定了基础。

技术领域

本发明涉及电网谐波状态估计，具体是一种基于优化量测电力系统的电网谐波状态的估计方法。

背景技术

为有效控制电网中的谐波水平，在配电网中需要建立完善的谐波状态估计体系。但是配网运行工况复杂，点多面广，谐波以及谐波源可能会呈现以下特性：

1)污染源证据难以获取：由于谐波的瞬时性和不可重复性，有些工业用户对电网发出了大量的谐波，但是没有得到实时有效的监控，最终由于证据不足无法对其进行责任认定。

2)传统的电能监测装置工作有效性难以保证：在传统的电能质量领域的监测中，很多工业用户都被要求将监测系统安装在工业生产的配电房中，以实现对自身污染源注入的实时监测。但是这种方式常常会受到用户断电或故障等行为的影响，丧失监控功能。因此电能质量检测系统的管理难度大，运行有效性低。探讨一种基于电网资产方进行谐波监测的方法十分关键。

3)谐波监测数据不同步，无法准确定位谐波污染源和污染程度：传统的广域监测装置，如数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition,简称为SCADA)以及传统的同步相量测量装置(简称为PMU)等，都是自成体系，相互之间的数据不同步，协同利用会出现许多困难。除此之外，大多数运用于主网线路的监测装置，往往达不到配电网要求的幅值与相角精度，并不适合线路更多、分布更广的配网线路。

针对上述问题，探讨一种行之有效的配电网谐波监测系统尤为重要。这种系统需实时、同步地完成对配网谐波水平的监控，不受用户行为等因素影响，可以有效实现配网谐波状态估计过程。

状态估计是利用得到的量测数据估计系统内部状态的分析方法。状态估计的思想在电力系统中的应用由来已久，体系成熟，通常用于降低测量系统和传输系统带来的噪声与误差，得到准确的系统状态。谐波状态估计是状态估计问题在频域上的拓展，同步量测为状态估计提供了新的思路。不同于传统的异步量测，应用于谐波状态估计中的同步量测一般不涉及功率的情况，因此量测方程是一个线性方程组，状态量的求解由传统的迭代运算变为纯线性方程组的求解，运算速度大大加快。

如今谐波状态估计的研究基本上都是基于相量测量装置(PMU)完成的。若想获取全网络的谐波情况，并且达到状态估计的要求，PMU的量测配置必须要保证全网可观，并且保留一定的冗余度。但是由于传统的PMU造价过高，若在每个配电网络中都搭建这样一套完善的谐波量测系统不太现实，因此限制了同步量测技术在配网谐波源定位中的应用。

发明内容

为了克服传统电网谐波状态估计算法的高成本、复杂度较高的问题，本发明提出一种基于优化量测的配网谐波状态估计方法，在保证配电系统全网可观的情况下，降低量测装置的冗余度，节省成本，从而可实现配网谐波状态的有效估计。