[发明专利]基于潮流方程灵敏度分析的非PMU测点动态过程估计方法

权利要求书

1.一种基于潮流方程灵敏度分析的非PMU测点动态过程估计方法，所述方法利用 由潮流雅可比矩阵推出的各节点间电压变化量间的灵敏度关系，通过电力系统数据采集 与监控系统SCADA或状态估计数据提供的初始值，和安装了相量测量单元PMU的节 点的电压相量的动态量测估计出其它未安装相量测量单元PMU节点的电压相量的动态 变化过程；其特征在于，所述基于潮流方程灵敏度分析的非相量测量单元PMU测点动 态过程实时估计方法包括以下步骤：

步骤1：选择需要进行动态过程估计的无相量测量单元PMU的节点i，以及该节点 需要直接进行动态过程估计的物理量X_i，包括该节点的电压幅值V_i和电压相角θ_i；以 及需要间接进行动态过程的物理量Y_i，包括电流、功率、频率；所述直接动态过程估计 是指根据有相量测量单元PMU节点与无相量测量单元PMU节点间电压相量变化量的 灵敏度关系，推算无相量测量单元PMU节点电压幅值或电压相位的过程；而所述间接 动估计，是指利用节点电压，根据电路方程求解其他电气量的过程；

步骤2：对每一个无相量测量单元PMU节点i选择用于估计其动态过程的有相量测 量单元PMU节点集合S_pmu-i：该集合中的相量测量单元PMU节点由节点i所在电气岛 中距离节点i电气距离最近的4～6个有PMU节点组成；

步骤3：根据当前最新的电力系统数据采集与监控系统SCADA量测或状态估计结 果，计算出当前的潮流雅可比矩阵，并由潮流雅可比矩阵元素推导出节点集合S_pmu-i中各 有相量测量单元PMU节点j的量测量变化量与无相量测量单元PMU节点i的量测量变 化量间的灵敏度系数a_ij，以及节点i与节点j之间关于该类量测量的电气距离d_ij，具体 如下：

电压幅值变化量间的灵敏度关系：其中是快速 PQ解耦潮流计算方法中无功潮流方程的节点导纳矩阵虚部B″的逆矩阵中元素，V是节 点电压幅值，Q’是节点的注入无功功率，下标表示对应的节点号；

电压相角变化量间的灵敏度系数：其中是快速 PQ解耦潮流计算方法中有功潮流方程节点导纳矩阵虚部B′的逆矩阵中元素，θ是节点 电压相对于同一电气岛内某选定参考点的相角，P’是节点的注入有功功率，下标表示对 应的节点号；

根据上面得到的量测量间的灵敏度系数，可按下式计算出对应量测量间的电气距离 d_ij：

d_ij＝-log₁₀(a_ij×a_ji)

步骤4：在所述当前最新的电力系统数据采集与监控系统SCADA量测或状态估计 时间断面T_k后，直到下一次电力系统数据采集与监控系统SCADA量测或状态估计出现 的T_k+1时间断面前的相量测量单元PMU量测时段，根据步骤3中的各灵敏度系数a_ij和电气距离d_ij，由有相量测量单元PMU节点量测量相对于T_k时间断面的变化量ΔX_j(t) 估计出无相量测量单元PMU节点的量测量相对于T_k时间断面的变化量ΔX_i(t)，T_k的下 标k表示第k次电力系统数据采集与监控系统SCADA量测或第k次状态估计，循环变 量k为从0开始的整数，t表示相量测量单元PMU量测时刻，所使用的估计公式如下：

ΔXi(t)=Σj∈Spmu-iaijΔXj(t)/dijΣj∈Spmu-i1/dij]]>

步骤5：根据方程式X_i(t)＝ΔX_i(t)+X_i(T_k)，求出该无相量测量单元PMU节点的待 估计量在各相量测量单元PMU量测时刻t的估计值X_i(t)，其中T_k＜t＜T_k+1；

步骤6：在各相量测量单元PMU采样时刻，根据潮流方程即电路方程利用直接动 态过程估计得到的各节点的电压相量计算需要的电流、有功功率、无功功率，通过对节 点电压的相角进行求导可求得各节点的角速度，并进而得到节点频率；从而实现对各无 PMU节点i的电气量Y_i的动态变化过程进行间接动态过程估计；

步骤7：当有新的电力系统数据采集与监控系统SCADA量测数据或状态估计结果 数据出现时，返回步骤3，进行下一PMU量测时段的动态过程估计。