[发明专利]一种单-三相混合状态估计方法

权利要求书

1.一种单-三相混合状态估计方法，其特征在于：所述的单-三相混合状态估计方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤1)建立三相状态估计模型，采用牛顿迭代法求解得到状态变量的修正量，更新状态变量值；

步骤2)计算每条支路的正序、零序和负序电流，根据阈值标记单-三相网络；

步骤3)建立单-三相混合状态估计模型，采用牛顿迭代法求解得到状态变量的修正量，更新状态变量值。

2.根据权利要求1所述的单-三相混合状态估计方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的阈值具体包括：零序电流小于精度系数λ倍正序电流，其中精度系数λ<<1。

3.根据权利要求1所述的单-三相混合状态估计方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的建立单-三相混合状态估计模型的方法包括以下步骤：

步骤31)建立加权最小二乘法状态估计模型：

z＝h(x)+υ

式中，z为n维量测向量，由节点每相的注入功率、线路功率、电压幅值组成；h(x)为n维量测函数向量；x为m维状态向量(m<n)，x＝(x⁺,x^p),x⁺＝(V⁺,θ⁺),x^p＝(V^p,θ^p),p＝a,b,c；υ为n维测量误差向量；

加权最小二乘法的目标就是找到一个m维状态向量使得下式最小：

J(x)＝[z-h(x)]^TR^-1[z-h(x)]

步骤32)构造交界支路功率量测的计算方程：

Pπi+=Vi+Σk=1nVk+(Gik++cosθik+++Bik++sinθik++)+Vi+Σj=1nΣp=acVjp(G13ij+pcosθij+p+B13ij+psinθij+p)]]>

Qπi+=Vi+Σk=1nVk+(Gik++sinθik++-Bik++cosθik++)+Vi+Σj=1kΣp=acVjp(G13ij+psinθij+p-B13ij+pcosθij+p)]]>

式中，为交界支路单相侧节点i的等效注入有功功率和无功功率；为节点i的正序电压幅值；为节点i及其邻接单相节点k的正序电压，分别为导纳矩阵中相应支路的单相互电导、互电纳，当k＝i时为节点i的单相自电导和自电纳；为节点i,k的正序相角差；为节点i的邻接三相节点j的p相电压幅值，分别为交界支路单相侧节点i对三相侧节点j的p相等效互电导和互电纳，即的实部和虚部；为节点i的正序相角与节点j的p相相角差；

Pπip=VipΣj=1nVj+(G31ijp+cosθijp++B31ijp+sinθijp+)+VipΣl=1nΣt=acVlt(Gilptcosθilpt+Bilptsinθilpt)]]>

Qπip=VipΣj=1nVj+(G31ijp+sinθijp+-B31ijp+cosθijp+)+VipΣl=1nΣt=acVlt(Gilptsinθilpt-Bilptcosθilpt)]]>

式中，为交界支路三相侧节点i的p相等效注入有功功率和无功功率；为节点i的p相电压幅值；为节点i的邻接单相节点j的正序电压幅值；分别为交界支路三相侧节点i的p相对单相侧节点j的等效互电导和互电纳，即的实部和虚部；为节点i的邻接单相节点l的t相电压幅值；和分别为节点i的p相与节点l的t相互电导、互电纳和相角差；

Pπij+=gij+Vi+2-Vi+Σp=acVjp[g13ij+pcosθij+p+b13ij+psinθij+p]]]>

Qπij+=-(bij++y0+)Vi+2-Vi+Σp=acVjp[g13ij+psinθij+p-b13ij+pcosθij+p]]]>

式中，为交界支路ij侧线路等效有功功率和无功功率；为节点i的正序电压幅值；为节点j的p相电压幅值；g₁,b₁分别为交界支路的正序电导和电纳；分别为交界支路单相侧节点i对三相侧节点j的p相等效电导和电纳，即的实部和虚部；为节点i的正序相角与节点j的p相相角差；

Pπijp=Σt=ac[VipVit(gijptcosθiipt+bijptsinθiipt)]-VipVj+[g31ijp+cosθijp++b31ijp+sinθijp+]]]>

Qπijp=Σt=ac[VipVit(gijptsinθiipt-bijptcosθiipt)]-VipVj+[g31ijp+sinθijp+-b31ijp+cosθijp+]]]>

式中，分别为交界支路ij侧线路p相等效有功功率和无功功率；和分别为节点i的p相、t相电压幅值和相角差；分别为节点i的p相与节点j的t相互电导、互电纳；为节点j的正序电压幅值；分别为交界支路三相侧节点i的t相对单相侧节点j的等效电导和电纳，即的实部和虚部；为节点i的p相相角与节点j的正序相角差；

以上各式中：

g1+jb1=[T2][Yshtabc+Yserabc][T1]]]>

G31+jB31=Y31abc=[-Yserabc][T1]]]>

G31+jB31=Y31abc=[T2][-Yserabc]]]>

T₁＝[1 α² α]^T

T2=131αα2]]>

Yshtabc=Y0aaY0abY0acY0baY0bbY0bcY0caY0cbY0cc3×3]]>

Yserabc=YaaYabYacYbaYbbYbcYcaYcbYcc3×3]]>

步骤33)构造量测雅可比矩阵：

式中，和分别为交界支路相关量测的量测雅可比矩阵，交界支路相关量测为支路功率量测、支路两端节点的电压幅值量测和注入功率量测；和分别为除交界支路相关量测外，单相网络和三相网络的量测雅可比矩阵；和分别为步骤32)中交界支路相关量测的计算方程；h⁺(x)和h^p(x)分别为非交界支路相关量测的计算方程；

步骤34)求解状态变量的修正量

通过以下牛顿迭代法得到

W(x^k)=H(x^k)TR-1Δz]]>

x^k+1=x^k+Δx^k]]>

式中，R为量测协方差矩阵；为信息矩阵；为第k次迭代状态变量的修正值；为第k次迭代量测值与计算值之差；为第k次迭代的量测雅可比矩阵；

如果则状态估计结束；否则按步骤2)标记单-三相网络，然后重复步骤33)和步骤34)。