本发明专利技术提供了一种计及ＰＭＵ的等效电压量测变换状态估计方法。针对目前监视控制和数据采集（ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ＳＣＡＤＡ）系统和广域测量系统（ｗｉｄｅ－ａｒｅａ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ，ＷＡＭＳ）量测数据的特点，提出了一种计及相量测量单元（ｐｈａｓｏｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ，ＰＭＵ）的等效电压量测变换状态估计。本发明专利技术中利用量测量变换方法，将ＳＣＡＤＡ和ＷＡＭＳ系统下的各类量测转化为等效电压量测，经简化处理得到了常实数信息矩阵，实现了节点电压实部、虚部的解耦计算。该方法具有计算速度快的特点，克服了传统量测量变换状态估计只能处理单一支路功率量测的弊端。ＩＥＥＥ－３０节点系统验证了所提方法的有效性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统状态估计技术，具体涉及一种等效电压量测变换技术。(二)
技术介绍
针对目前监视控制和数据采集(supervision control and data acquisition, SCADA)系统和广 域测量系统(wide-area measurement system, WAMS)量测数据的特点，提出了一种计及相量测 量单元(phasor measurement unit, PMU)的等效电压量测变换状态估计。文中利用量测量变换 方法，将SCADA和WAMS系统下的各类量测转化为等效电压量测，经简化处理得到了常实 数信息矩阵，实现了节点电压实部、虚部的解耦计算。该算法具有计算速度快的特点，克服 了传统量测量变换状态估计只能处理单一支路功率量测的弊端。正EE -30节点系统验证了所 提方法的有效性。电力系统状态估计是能量管理系统的重要组成部分。而相量测量单元(phasor measurement imit， PMU)可为电力系统提供准确、高精度的相角信息，改善电力系统状态估计的估计精度、 提高运算速度(卫志农，李阳林，郑玉平.基于混合量测的电力系统线性动态状态估计算法 .电力系统自动化，2007， 31(6): 39-43)。但由于价格和技术的原因，目前乃至相当长一段 时间内，不可能在系统所有节点装设PMU，也不大可能实现系统状态线性可观测的PMU配置 方案。若充分利用己安装的PMU，将其高精度的相角信息应用到电力系统状态估计当中，可以 提高状态估计的速度和精度，为后续高级应用软件提供准确、实时的电网数据。目前众多学者 研究了计及PMU的状态估计算法以及PMU的配置方案(蒋正威，李继红，孙维真.基于不 可观测深度的分阶段PMU配置算法.电网技术，2008， 32(16): 81-85)。文献(Phadke A G， Thorp J S， Karimi K J. State estimation with phsor measurements . IEEE Trans on Power Systems, 1986， 1(1): 233-241;卢志刚，徐世范，史增洪，等.部分电压和 电流向量可测量时电压相角的状态估计.电力系统自动化，2000， 24(1): 42-44)提出了完 全使用PMU量测的线性状态估计算法，系统状态量的求解无需迭代，可直接计算得到，但 PMU数目满足电力系统可观测的要求短时间内无法实现，且其线性状态估计的表达式为复数 形式，程序实现较为复杂；文献(李大虎，曹一家.基于SCADA/PMU混合量测的广域动态 实时状态估计方法.电网技术，2007， 31(6): 72-78)利用各节点电压变化的灵敏度关系， 通过监视控制和数据采集(supervision control and data acquisiton， SCADA)系统提供的初始值 和安装PMU节点的电压量测获得其他未安装PMU节点的电压相量， 一定程度上解决了 PMU量测不足的情况；文献(李强，周京阳，于尔铿，等.基于混合量测的电力系统状态估计混 合算法.电力系统自动化，2005， 29(19): 31-35;李强，周京阳，于尔铿，等.基于相量 量测的电力系统线性状态估计.电力系统自动化，2005， 29(18): 24-28)在传统状态估计 结果的基础上，利用状态量转换预测、潮流计算得到预报状态和预报节点注入电流，与PMU 量测一起进行线性状态估计，该方法提高了状态估计的实用性和准确性；文献利用等效电 流量测变换方法得到了常数化的雅可比矩阵和信息矩阵，并实现了节点电压的实部、虚部解 耦计算，但其信息矩阵的条件数较大，不利于收敛；文献(吴笃贵，徐政.基于相量量测的 电力系统谐波状态估计(I)一理论、模型与求解算法.电工技术学报，2004， 19(2): 64-68; 吴笃贵，徐政.基于相量量测的电力系统谐波状态估计(11)—可观性、质量评估与算例研究 .电工技术学报，2004， 19(3): 76-81)利用PMU量测建立了线性的谐波状态估计模型， 为PMU量测的应用研究开辟了一个新的领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有计算速度快的特点，能够克服传统量测量变换状态估计 只能处理单一支路功率量测弊端的计及PMU的等效电压量测变换状态估计方法。本专利技术的目的是这样实现的利用量测量变换的方法，首先建立节点注入功率量测、支 路功率量测、幅值量测的等效电压量测变换公式，并在此基础上建立PMU量测的量测变换 公式，形成计及PMU量测信息的等效电压量测变换状态估计。本专利技术的技术特点有1、 所述的节点注入功率量测为设节点注入功率量测々,与节点注入电流/,、节点电压《有《=《)'式中),为节点注入电流/,的共轭； 根据上式可建立节点电压的等效电压量测变换为式中义取上一次迭代计算的估计值，为保证收敛性，可迭代至少二次得到较稳定的注入电流值后再将注入功率量测参与迭代；2、 所述的支路功率量测为设支路电流幅值量测/ ,,,，可取上一次迭代后求得的支路电流相角0作为其相角信息，即然后按照PMU电流量测的量测变换方法进行等效电压量测变换，电压幅值量测[/ ,，,可采取与支路电流幅值量测相同的处理方法，取该节点电压上一次迭代估计值作为其角度参与计算；3、所述的相量测量单元用于测量节点电压、以及与该节点相连支路电流的幅值和相角，支路电流人与节点电压C>,之间存在以下关系线路M则 《)/^+《& 线路乂侧 /〃=(《-")/Zy+《A-《变压器f侧 变压器乂侧人'x〖_1"一 g根据上式可得PMU支路电流量测的等效量测变换公式线路i变爪器侧 a《=- a;2z—".凡'变压器y侧 a《=/^ -/, k-i式中4力、/ ,,,,分别为PMU测得的支路首端、水端电流相量量测；&、《为相应的节点电 压相量；对PMU测得的节点电压相量可直接参与迭代运算，即"=《v ; 上述等效变换公式可表示为<formula>formula see original document page 7</formula>式中M>s、 a《分别为支路功率量测和支路电流量测对应的等效电压差量测；&、《分 别为节点注入功率量测和电压量测对应的等效电爪量测；分别为支路功率量 测、支路电流量测、节点注入功率量测和节点电压相量量测；/^,//,，//,，/^分别为对应量测 《,的系数对角矩阵；&,*2为对应& 丄,,且与量测无关的量测变换项；其中A为对角元素值；巧对角元素值仅与其对应的支路阻抗、变压器变比有关，且为常数矩阵；& 对角元素的值为相应节点注入电流值的共轭；^v为单位矩阵；4、所述的等效量测权重矩阵的计算步骤为对角矩阵"为等效量测权重矩阵，等效量 测的权重按间接量测误差传递规律计算，设间接量测严G(化X2,…,X0，其中Xi,X2，…,X,都是服从正态分布的互不相关的随机变量，且皆为直接量测，若它们的方差分别为C^,(7^,…，《，则间接量测y的方差(T，近似为19xt根据上式求得间接量测的方差后，等效电压量测的权重为"lo, ,力.以上公式建立了混合量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种计及ＰＭＵ的等效电压量测变换状态估计方法，其特征在于：利用量测量变换的方法，首先建立节点注入功率量测、支路功率量测、幅值量测的等效电压量测变换公式，并在此基础上建立ＰＭＵ量测的量测变换公式，形成计及ＰＭＵ量测信息的等效电压量测变换状态估计。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林桂华，周苏荃，张艳军，詹旻，安天瑜，孙明一，蔡中勤，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
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