[发明专利]一种针对同步相量量测的电网可观测性分析方法

说明书

本发明公开了一种针对同步相量量测的电网可观测性分析方法包括以下步骤：步骤1：利用PMU电流相量量测形成整个电力网络的初始同步相量测量的量测岛；步骤2：形成PMU零注入量测边界节点邻接表，根据同步相量量测拓扑合并规则，利用边界节点邻接表初步合并量测岛；步骤3：形成待并网，根据待并网合并规则合并满足条件的待并网所关联的PMU量测岛，合并完成后确定可观测的PMU量测岛；步骤4：不满足待并网合并规则的待并网利用数值方法寻找是否有漏判的可观测岛；步骤5：判断网络可观测性，将全部可观测岛组成可观测区域，若该区域覆盖整个网络，则该网络整体可观测；否则，该网络整体不可观测，并输出可观测区域。

技术领域

本发明涉及电力系统运行和控制的技术领域，特别是涉及在电力系统状态估计中的针对同步相量量测的电网可观测性分析方法。

背景技术

监控系统的运行状态对电力系统的安全运行十分重要。电网广域监测系统以同步相量测量技术为基础，具有异地高精度同步相量测量、高速通信和快速反应等技术特点，非常适合我国大跨度互联电网的动态过程实时监控。电网广域监测系统的应用将进一步提高电力系统的能量管理性能，尤其是状态估计的性能。但限于经济和技术因素，现阶段还不可能在电网的所有节点配置同步相量测量装置PMU，因此针对PMU进行电网可观测性分析十分必要。

电网的可观测性分析是指在电力系统状态估计中，利用现有量测配置确定电网中可被计算的状态量范围。可观测性分析是确保状态估计质量的前提，其分析结果也是量测配置的重要依据。针对PMU的可观测性分析和传统的针对数据采集与监视控制系统的可观测性分析有以下区别：

1.分析过程中使用的量测种类不同。数据采集与监视控制系统主要提供电压幅值量测、支路潮流量测和注入功率量测等传统量测；PMU则提供所在母线的电压相量量测和与该母线相连支路的电流相量量测。

2.PMU提供的相量量测基于GPS提供的同步时钟，在分析过程中无法像数据采集与监视控制系统一样任意指定参考点。

3.相对于非线性的潮流量测方程，在直角坐标系下PMU提供的相量量测方程对电压状态量是线性的。

上述不同使得传统针对数据采集与监视控制系统的可观测性分析方法不能直接用于分析配置了PMU的电网，因此提出有效的针对PMU的可观测性分析方法十分重要。

现阶段，针对PMU的可观测性分析算法主要包括三种：数值方法、拓扑方法以及混合方法。

数值方法通过对矩阵进行三角分解来判断矩阵的秩，存在舍入误差问题。并且三角分解的计算量和节点总数的三次方成正比，随着系统规模增大，数值方法耗费的时间将大大增加。因此基于PMU量测的线性化模型在数值方法中难以发挥优势。