一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法，包括获取交直流混联电网拓扑结构、元件参数及同步量测量；建立交流系统量测方程和LCC直流系统量测方程；组建交直流混联电网统一谐波状态估计模型；采用抗差最小二乘估计进行迭代求解。本发明专利技术所提的方法将LCC

【技术实现步骤摘要】
一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法


[0001]本专利技术涉及电力
，具体涉及一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法。

技术介绍

[0002]基于电网换相换流器(line
‑
commuted converter，LCC)的高压直流输电技术(high voltage direct current，HVDC)是实现电能跨区域调配的重要方法。为解决我国能源供需地理位置逆向分布的矛盾，我国大力推动LCC
‑
HVDC工程建设，使我国输电网络逐渐演变成大规模LCC
‑
HVDC交直流混联电网。
[0003]然而，LCC
‑
HVDC的谐波产生与传递特性会导致交直流混联电网出现较大的谐波，导致元件的过度损耗甚至损坏，还可能造成通信干扰、继保装置误动作以及系统谐振等问题，对电网安全稳定运行构成严重威胁。含LCC
‑
HVDC的交直流混联电网谐波治理问题近年来引起广泛关注，其基础和前提是正确获取电网谐波状态。谐波状态估计是现阶段最常用的方法，即在已知电网拓扑结构以及网络参数信息的情况下，根据有限量测点所获得的谐波电压、电流量测数据，通过网络分析建立线性量测模型，估算出电网的谐波状态，为谐波分析和治理提供科学的依据。由于交直流系统间紧密的谐波相互作用，将交直流混联电网的谐波分析统一在一个有机整体里开展研究，能够更好地解析谐波相互作用的机理，为后续谐波治理提供理论依据。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在的缺点与不足，本专利技术提供一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法、设备及存储介质，尤其适用于包含LCC
‑
HVDC的交直流混联电路。
[0005]本专利技术将交直流混联电网的谐波分析统一在一个有机整体里开展研究，以解析交直流系统间谐波相互作用的机理，具有较强的适用性和工程实用性。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法，其特征在于，包括：
[0008]获取包含LCC
‑
HVDC交直流混联电网的网络拓扑结构、元件参数及同步量测量；
[0009]建立统一谐波状态估计量测方程，根据同步量测量类型，统一谐波状态估计量测方程可分为交流系统量测方程和LCC直流系统量测方程，所述交流系统量测方程包括母线电压量测方程、支路电流量测方程及注入电流量测方程；
[0010]联立量测方程，构建统一谐波状态估计模型；
[0011]对统一谐波状态估计模型进行迭代求解得到谐波状态估计量。
[0012]进一步，所述母线电压量测方程，采用下式计算:
[0013][0014]式中：为i母线h次谐波电压相量的量测量；η
i(h)
为量测量的误差相量；
为待求解的i母线h次谐波电压状态量。
[0015]进一步，所述支路电流量测方程，采用下式计算：
[0016][0017]式中：Y
ii(h)
＝y
ij(h)
+y
ii(h)
，Y
ij(h)
＝
‑
y
ij(h)
，y
ii(h)
为支路i侧h次支路导纳，y
ij(h)
＝1/z
ij(h)
，z
ij(h)
为h次支路阻抗；为母线i流入支路的h次谐波电流相量的量测量；为待求解的i、j母线h次谐波电压状态量。
[0018]进一步，所述注入电流量测方程，采用下式计算：
[0019][0020]式中：n为网络节点数；为注入母线i的h次谐波电流相量的量测量；
[0021]为待求解的j母线h次谐波电压状态量。
[0022]进一步，所述LCC直流系统量测方程，采用下式计算:
[0023][0024]式中：
[0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032]选取动态相量的阶数为
‑
h
max
～h
max
，U
dc
为待求解的0～h
dc
次LCC直流母线谐波电压状态量；为待求解的
‑
h
max
～h
max
次换流变网侧正、负序电压状态量；η
dc
为0～h
dc
次量测量的误差向量；Z
dc
为LCC直流系统0～h
dc
次的量测量；为
‑
h
max
～h
max
次换流变网侧正、负序电压相量的量测量；Z
T
为换流变谐波阻抗矩阵；S
±
为交流侧正、负序网与直流系统间的电压谐波传递矩阵，由LCC开关函数动态相量组成；k
±
为换流变正、负序变比。
[0033]进一步，所述的统一谐波状态估计模型采用下式计算：
[0034][0035]式中：Z
ac
为交流谐波量测量的M
ac
维观测向量，Z
dc
为直流谐波量测量的M
dc
维观测向量；η
ac
为交流谐波量测误差的M
ac
维列向量，η
dc
为直流谐波量测误差的M
dc
维列向量；X
ac
为待求解交流谐波状态量的N
ac
维列向量，X
dc
为待求解直流谐波状态量的N
dc
维列向量，一般选用各个母线的谐波电压；H
ac
为交流谐波量测量与交流谐波状态量之间的M
ac
×
N
ac
维量测矩阵，H
dc,ac
为直流谐波量测量与交流谐波状态量之间的M
dc
×
N
ac
维量测矩阵，H
dc,dc
为直流谐波量测量与直流谐波状态量之间的M
dc
×
N
dc
维量测矩阵，由此构成交直流混联电网谐波量测矩阵H。
[0036]进一步，所述联立量测方程，构建统一谐波状态估计模型，量测方程编号原则为：
[0037]在同一次交流谐波量测方程组内，将交流系统量测方程按照母线顺序依次编号，在同一编号等级内，对母线电压量测方程优先编号，其次对支路电流量测方程编号，支路电流量测方程之间随意编号；注入电流量测方程最后编号，注入电流量测方程之间随意编号；最后按照编号进行排序；
[0038]在同一次直流谐波量测方程组内，将直流系统量测方程按照相应的换流母线的顺序进行编号。
[0039]进一步，在每次迭代中，待求解谐波状态估计量的估计值
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法，其特征在于，包括：获取包含LCC
‑
HVDC交直流混联电网的网络拓扑结构、元件参数及同步量测量；建立统一谐波状态估计量测方程，根据同步量测量类型，统一谐波状态估计量测方程可分为交流系统量测方程和LCC直流系统量测方程，所述交流系统量测方程包括母线电压量测方程、支路电流量测方程及注入电流量测方程；联立量测方程，构建统一谐波状态估计模型；对统一谐波状态估计模型进行迭代求解得到谐波状态估计量。2.根据权利要求1所述的统一谐波状态估计方法，其特征在于，所述母线电压量测方程，采用下式计算:式中：为i母线h次谐波电压相量的量测量；η
i(h)
为量测量的误差相量；为待求解的i母线h次谐波电压状态量。3.根据权利要求1所述的统一谐波状态估计方法，其特征在于，所述支路电流量测方程，采用下式计算：式中：Y
ii(h)
＝y
ij(h)
+y
ii(h)
，Y
ij(h)
＝
‑
y
ij(h)
，y
ii(h)
为支路i侧h次支路导纳，y
ij(h)
＝1/z
ij(h)
，z
ij(h)
为h次支路阻抗；为母线i流入支路的h次谐波电流相量的量测量；为待求解的i、j母线h次谐波电压状态量。4.根据权利要求1所述的统一谐波状态估计方法，其特征在于，所述注入电流量测方程，采用下式计算：式中：n为网络节点数；为注入母线i的h次谐波电流相量的量测量；为待求解的j母线h次谐波电压状态量。5.根据权利要求1所述的统一谐波状态估计方法，其特征在于，所述LCC直流系统量测方程，采用下式计算:式中：式中：式中：式中：
选取动态相量的阶数为
‑
h
max
～h
max
，U
dc
为待求解的0～h
dc
次LCC直流母线谐波电压状态量；为待求解的
‑
h
max
～h
max
次换流变网侧正、负序电压状态量；η
dc
为0～h
dc
次量测量的误差向量；Z
dc
为LCC直流系统0～h
dc
次的量测量；为
‑
h
max
～h
max
次换流变网侧正、负序电压相量的量测量；Z
T
为换流变谐波阻抗矩阵；S
±
为交流侧正、负序网与直流系统间的电压谐波传递矩阵，由LC...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钢，林晓婉，代锋，刘沈全，汪隆君，曾德辉，
申请(专利权)人：广州嘉缘电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：