高压环形电网状态估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高压环形电网状态估计方法及装置，其中方法包括：在高压环形电网发生有功功率偏差时，根据有功功率偏差对高压环形电网的电抗参数进行估计，根据电抗参数估计结果对高压环形电网进行状态估计；在高压环形电网发生无功功率偏差时，根据无功功率偏差对高压环形电网的电阻和对地电纳参数进行估计，根据电阻和对地电纳参数估计结果对高压环形电网进行状态估计。本发明专利技术可以避免高压环形电网参数的误差，提高高压环形电网状态估计的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网
，特别涉及一种高压环形电网状态估计方法及装置。
技术介绍
状态估计是电网能量管理系统(EMS)的基础软件，能够为检测和辨识不良遥测、遥信数据提供重要依据，状态估计的计算结果将直接影响调度员潮流、安全校核、自动电压控制、灵敏度分析等在线分析应用功能的计算精度。目前，状态估计已经成为现场提高基础数据采集质量和建模准确性的重要手段之一。通过预校验信息中分别提供的母线、厂站、变压器和线路的不平衡信息，以及遥信遥测冲突等信息，自动化人员能够及时发现SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition，数据采集与监视控制系统)遥测中的问题并及时处理。通过分析状态估计计算残差，能够进一步分析模型、设备参数及量测存在的问题，对于完善电网模型、提升电网量测数据的准确率具有重要意义。但目前状态估计是在假定参数正确的前提下，判断遥测数据的合理性，而实际上，很多不合格点都是由于参数错误引起，因此，导致状态估计给出的信息不能反映真实的系统状况。电力系统网络参数存在误差的原因一般有：1)参数测量条件与实际运行条件差别较大，导致实测值与实际运行中的元件参数有差别；2)实际运行中的元件参数因环境变化等原因而局部地、缓慢地发生着变化。参数误差会给状态估计及电力系统高级应用带来较大影响，甚至误导调度员判断，因此有必要对参数准确性进行研究。对于放射形电网，可以通过逐个分析设备估计结果偏差定位存在参数问题元件；但对于环型网络，由于内部多条线路间潮流存在相互影响，导致状态估计结果残差在环网内部多处涌现，且彼此相互影响，一般难以直观判断存在参数问题设备，对电网多处测量点计算合格率影响较大，给正常的电网分析计算及状态估计调试带来了较大难度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种高压环形电网状态估计方法，用以提高高压环形电网状态估计的准确性，该方法包括：在高压环形电网发生有功功率偏差时，根据有功功率偏差对高压环形电网的电抗参数进行估计，根据电抗参数估计结果对高压环形电网进行状态估计；在高压环形电网发生无功功率偏差时，根据无功功率偏差对高压环形电网的电阻参数和对地电纳参数进行估计，根据电阻参数和对地电纳参数估计结果对高压环形电网进行状态估计。本专利技术实施例还提供了一种高压环形电网状态估计装置，用以提高高压环形电网状态估计的准确性，该装置包括：第一估计模块，用于在高压环形电网发生有功功率偏差时，根据有功功率偏差对高压环形电网的电抗参数进行估计，根据电抗参数估计结果对高压环形电网进行状态估计；第二估计模块，用于在高压环形电网发生无功功率偏差时，根据无功功率偏差对高压环形电网的电阻和对地电纳参数进行估计，根据电阻和对地电纳参数估计结果对高压环形电网进行状态估计。本专利技术实施例中，在高压环形电网发生有功功率偏差时，根据有功功率偏差对高压环形电网的电抗参数进行估计，根据电抗参数估计结果对高压环形电网进行状态估计；在高压环形电网发生无功功率偏差时，根据无功功率偏差对高压环形电网的电阻和对地电纳参数进行估计，根据电阻参和对地电纳数估计结果对高压环形电网进行状态估计，可以避免高压环形电网参数的误差，提高高压环形电网状态估计的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例中高压环形电网状态估计方法的示意图；图2为本专利技术实施例中高压环形电网的示例图；图3为本专利技术实施例中高压环形电网状态估计装置的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。首先，为更好的理解本专利技术，对本专利技术的部分术语阐述如下：状态估计(StateEstimation)，是一种根据可获取的量测数据估算动态系统内部状态的方法，具体通过对系统的输入和输出进行量测，得到量测数据，并通过量测数据估算动态系统内部状态。由于量测的系统输入和输出数据只能反映系统的外部特性，而系统的动态规律需要用内部(通常无法直接测量)状态变量来描述，因此，状态估计对于了解和控制一个系统具有重要意义。环形电网，是指在电力系统中将线路、变压器及断路器串联构成的环形网络。在本专利技术实施例中，提供了一种高压环形电网状态估计方法的实施例，如图1所示，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。该方法包括：步骤101、判断高压环形电网发生有功功率偏差或无功功率偏差；在高压环形电网发生有功功率偏差时，执行步骤102；在高压环形电网发生无功功率偏差时，执行步骤103；步骤102、根据有功功率偏差对高压环形电网的电抗参数进行估计，根据电抗参数估计结果对高压环形电网进行状态估计；步骤102、根据无功功率偏差对高压环形电网的电阻和对地电纳参数进行估计，根据电阻和对地电纳参数估计结果对高压环形电网进行状态估计。由图1所示流程可以得知，本专利技术实施例中，在高压环形电网发生有功功率偏差时，根据有功功率偏差对高压环形电网的电抗参数进行估计，根据电抗参数估计结果对高压环形电网进行状态估计；在高压环形电网发生无功功率偏差时，根据无功功率偏差对高压环形电网的电阻和对地电纳参数进行估计，根据电阻和对地电纳参数估计结果对高压环形电网进行状态估计，可以避免高压环形电网参数的误差，提高高压环形电网状态估计的准确性。需要说明的是，上述电网，即电力网，是指电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的整体。可选地，上述变电所包括但不局限于：升压变电所、降压变电所、枢纽变电所和终端变电所；上述输配电线路可以为架空输电线路，也可以为电缆线路。上述环形电网，是指在电力系统中将输配电线路、变电所串联构成的网络。上述高压电网是指交流输电电压为35～220kV和直流输电电压±600kV及以下的环形电网。下面，以A地区的高压环形电网为例，如图2所示，详述本专利技术的高压环形电网：A地区的高压环形电网包括变电所a、变电所b、变电所c和变电所d，其中，输配电线路1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压环形电网状态估计方法，其特征在于，包括：在高压环形电网发生有功功率偏差时，根据有功功率偏差对高压环形电网的电抗参数进行估计，根据电抗参数估计结果对高压环形电网进行状态估计；在高压环形电网发生无功功率偏差时，根据无功功率偏差对高压环形电网的电阻参数和对地电纳参数进行估计，根据电阻参数和对地电纳参数估计结果对高压环形电网进行状态估计。

【技术特征摘要】
1.一种高压环形电网状态估计方法，其特征在于，包括：在高压环形电网发生有功功率偏差时，根据有功功率偏差对高压环形电网的电抗参数进行估计，根据电抗参数估计结果对高压环形电网进行状态估计；在高压环形电网发生无功功率偏差时，根据无功功率偏差对高压环形电网的电阻参数和对地电纳参数进行估计，根据电阻参数和对地电纳参数估计结果对高压环形电网进行状态估计。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按如下公式根据有功功率偏差对高压环形电网的电抗参数进行估计：Qik+Qki=Pik2+(Qik+vi2y/2)2vi2X-vi2y/2-vk2y/2;]]>ΣPikxikvivk=0;]]>HTM-1HCTC0Δωλ=HTM-1Δz-c(ω);]]>其中，Qik为线路首端无功功率，Qki为线路末端无功功率，Pik为线路首端有功功率，vi为线路首端电压，y为线路对地电纳，X为线路电抗，vk为线路末端电压，xik为线路电抗参数，通常称为量测雅可比矩阵，HT为H矩阵的转置，M是以方差为对角元素的量测方差阵，M-1为M矩阵的逆矩阵，CT为C矩阵的转置，Δω为待求变量ω的增量矩阵，λ为拉格朗日乘子，Δz＝z-h(ω)，z为量测向量，h(ω)为量测函数，c(ω)为约束条件。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按如下公式根据无功功率偏差对高压环形电网的电阻和对地电纳参数进行估计：Pik+Pki=Pik2+(Qik+vi2y/2)2vi2R;]]>Pik2+Qik2vi2-Pki2+Qki2vk2=Qkivk2y+vk4y2/4vk2-Qikvi2y+vi4y2/4vi2;]]>Σ(Qik+vi2y/2)xik2vivkR=0;]]>HTM-1HCTC0Δωλ=HTM-1Δz-c(ω);]]>其中，Pik为线路首端有功功率，Pki为线路末端有功功率，Qik为线路首端无功功率，vi为线路首端电压，y为线路对地电纳，R为线路电阻，Qki为线路末端无功功率，vk为线路末端电压，xik为线路电抗参数，通常称为量测雅可比矩阵，HT为H矩阵的转置，M是以方差为对角元素的量测方差阵，M-1为M矩阵的逆矩阵，CT为C矩阵的转置，Δω为待求变量ω的增量矩阵，λ为拉格朗日乘子，Δz＝z-h(ω)，z为量测向量，h(ω)为量测函数，c(ω)为约束条件。4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据电抗参数估计结果对高压环形电网进行状态估计，包括：根据电抗参数实测值和电抗参数估计值，确定高压环形电网一条或多条线路的电抗偏差；从所述一条或多条线路中选择电抗偏差超过电抗偏差阈值的第一线路，根据第一线路的电抗参数估计值调整第一线路的电抗参数，根据调整后的第一线路的电抗参数对高压环形电网进行状态估计。5.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据电阻和对地电纳参数估计结果对高压环形电网进行状态估计，包括：根据电阻和对地电纳参数实测值与电阻和对地电纳参数估计值，确定高压环形电网一条或多条线路的电阻和对地电纳偏差；从所述一条或多条线路中选择电阻和对地电纳偏差超过电阻和对地电纳偏差阈值的第二线路，根据第二线路的电阻和对地电纳参数估计值调整第二线路的电阻和对地电纳参数，根据调整后的第二线路的电阻和对地电纳参数对高压环形电网进行状态估计。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建华，郭子明，张昊，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11