[发明专利]外网扩展电压源支路Ward等值模型的建立方法及在状态估计中的应用

说明书

本发明公开一种考虑外网扩展电压源支路Ward等值模型的建立方法及状态估计方法。所构建的模型应用于内网状态估计时，能替掉原电力系统中不感兴趣或无法实时得到网络信息的部分，大大缩小状态估计的规模。本发明公开的状态估计方法在进行计算时，其等值阻抗参数可通过外网拓扑结构、即扩展Ward等值直接得到，且不需要提供任何外网状态参数，只需内网量测信息即可进行状态估计计算，从而避免了外网状态因非实时等值而可能带来的较大误差。

技术领域

本发明属于电力系统调度自动化领域，尤其涉及一种考虑外网扩展电压源支路Ward等值模型建立方法及其在状态估计中的应用。。

背景技术

随着电力行业的飞速发展，电网日益庞大，调度中心如果仅通过量测信息估计出全网实时运行状态，往往会耗费大量的计算时间，甚至不能满足实时在线计算要求；此外，由于量测配置问题，系统某些部分缺失量测信息，导致系统不可观。而这些实际问题，均可通过等值方法进行处理。

目前应用在状态估计中的外网静态等值模型有：挂等值机模型、常规Ward等值模型、扩展Ward等值模型。基于外网直接挂等值机的方法未考虑外网拓扑结构对内网的影响，精度不高。基于常规Ward等值方法，模型中外网对地支路对边界节点间的等值阻抗会产生影响，且可能会放大边界节点上的等值对地导纳值，从而当边界节点电压变化时带来较大的功率误差。

基于扩展Ward等值模型的状态估计方法，虽避免了常规Ward等值模型的弊端，且估计精度较高，但需要的外网信息同时包括等值阻抗参数和状态参数，易因外网状态非实时等值而产生较大的误差。

发明内容

本发明针对已有外网静态等值方法在状态估计应用中的不足，基于考虑外网扩展Ward等值模型提出了一种外网扩展电压源支路Ward等值模型的建立方法及其在状态估计中应用。其不需要任何外网状态信息，能较准确的得出估计结果。在内网含有不良数据时，也能够及时对状态量进行修正，提高内网状态估计的精度，以满足实际工程运用的需要。

技术方案包括：读入电网的模型参数和SCADA数据；构造外网扩展电压源支路Ward等值模型；基于外网扩展电压源支路Ward等值模型的状态估计方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，外网扩展电压源支路Ward等值模型的建立方法，包括以下步骤:

1)读入电网的模型参数和SCADA数据：

所述电网的模型参数是指外网、内网拓扑结构及元件参数；

所述SCADA数据包括：支路功率、注入功率和节点电压幅值。

2)构造外网扩展电压源支路Ward等值模型：

2-1)利用外网拓扑结构和参数，基于式(1)计算外网节点导纳矩阵Y：

式中:节点i和节点j为外网中任意两个不同的节点；y_ij为节点i和节点j之间的支路导纳；符号j∈i表示节点j和节点i直接相连，且当节点i有接地支路时还应包括j＝0时的情况。

将外网节点导纳矩阵Y按节点类型整理成如下形式：

式中:Q代表外部网络中的PQ节点，V代表外部网络中的PV节点，B代表边界节点，E代表外部节点，Y_αβ为子矩阵，其中β＝Q,V,Bα＝Q,V,B。

2-2)不计外网并联支路，基于(2)运用高斯消元法消去原外部网络节点导纳矩阵(2)式中的所有PQ节点，得到化简后的导纳矩阵Y^*，求解电源扩展支路参数：

式中，“0”代表被消去部分,“-”代表无需化成0部分，为(2)式经过2-2)操作后需要保留部分。