[发明专利]一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法

说明书

本发明公开了一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法，包括获取交直流混联电网拓扑结构、元件参数及同步量测量；建立交流系统量测方程和LCC直流系统量测方程；组建交直流混联电网统一谐波状态估计模型；采用抗差最小二乘估计进行迭代求解。本发明所提的方法将LCC‑HVDC交直流混联电网统一在一个线性模型中进行谐波问题研究，不仅能全面地估计交直流混联电网的谐波状态，还能在物理概念上清晰反应交直流系统的谐波相互作用，实用性较好，具有较高的准确性。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法。

背景技术

基于电网换相换流器(line-commuted converter，LCC)的高压直流输电技术(high voltage direct current，HVDC)是实现电能跨区域调配的重要方法。为解决我国能源供需地理位置逆向分布的矛盾，我国大力推动LCC-HVDC工程建设，使我国输电网络逐渐演变成大规模LCC-HVDC交直流混联电网。

然而，LCC-HVDC的谐波产生与传递特性会导致交直流混联电网出现较大的谐波，导致元件的过度损耗甚至损坏，还可能造成通信干扰、继保装置误动作以及系统谐振等问题，对电网安全稳定运行构成严重威胁。含LCC-HVDC的交直流混联电网谐波治理问题近年来引起广泛关注，其基础和前提是正确获取电网谐波状态。谐波状态估计是现阶段最常用的方法，即在已知电网拓扑结构以及网络参数信息的情况下，根据有限量测点所获得的谐波电压、电流量测数据，通过网络分析建立线性量测模型，估算出电网的谐波状态，为谐波分析和治理提供科学的依据。由于交直流系统间紧密的谐波相互作用，将交直流混联电网的谐波分析统一在一个有机整体里开展研究，能够更好地解析谐波相互作用的机理，为后续谐波治理提供理论依据。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法、设备及存储介质，尤其适用于包含LCC-HVDC的交直流混联电路。

本发明将交直流混联电网的谐波分析统一在一个有机整体里开展研究，以解析交直流系统间谐波相互作用的机理，具有较强的适用性和工程实用性。

本发明采用如下技术方案：

一种适用于交直流混联电网的统一谐波状态估计方法，其特征在于，包括：

获取包含LCC-HVDC交直流混联电网的网络拓扑结构、元件参数及同步量测量；

建立统一谐波状态估计量测方程，根据同步量测量类型，统一谐波状态估计量测方程可分为交流系统量测方程和LCC直流系统量测方程，所述交流系统量测方程包括母线电压量测方程、支路电流量测方程及注入电流量测方程；

联立量测方程，构建统一谐波状态估计模型；

对统一谐波状态估计模型进行迭代求解得到谐波状态估计量。

进一步，所述母线电压量测方程，采用下式计算:

式中：为i母线h次谐波电压相量的量测量；η_i(h)为量测量的误差相量；为待求解的i母线h次谐波电压状态量。

进一步，所述支路电流量测方程，采用下式计算：

式中：Y_ii(h)＝y_ij(h)+y_ii(h)，Y_ij(h)＝-y_ij(h)，y_ii(h)为支路i侧h次支路导纳，y_ij(h)＝1/z_ij(h)，z_ij(h)为h次支路阻抗；为母线i流入支路的h次谐波电流相量的量测量；为待求解的i、j母线h次谐波电压状态量。