[发明专利]一种基于内网实测信息的两端口外网静态等值方法

摘要

一种基于内网实测信息的两端口外网静态等值方法，其步骤如下：(1)建立外网的简化Ward等值电路，简称为SWM；(2)根据边界节点及内网多个时段的状态信息建立SWM等值参数的多时段最小二乘估计模型，并应用高斯牛顿法求解SWM的等值参数；(3)建立同一外网的扩展电压源支路Ward等值电路，简称为EWM；(4)根据SWM和EWM参数的约束关系，以及边界节点及内网多个时段的状态信息，建立EWM等值参数的多时段最小二乘估计模型，并应用高斯牛顿法求解EWM的等值参数，所得EWM即为外网最终的等值电路。其优点是：无需任何外网信息，工程适应性强；当内网潮流小幅或大幅变化时都有很高的等值精度。

主权项

1.一种基于内网实测信息的两端口外网静态等值方法，其特征在于步骤如下：步骤1：建立两端口外网的简化Ward等值电路，简称为SWM，SWM的等值参数为边界节点l的等值注入功率P_l+jQ_l，边界节点k的等值注入功率P_k+jQ_k，以及连接两个边界节点的等值支路的电导g_lk和电纳b_lk；步骤2：求解SWM的等值参数，根据多个时段边界节点及内网的实测信息，建立SWM等值参数的多时段最小二乘估计模型，并应用高斯牛顿法求解SWM等值参数的估计值，具体说明如下：根据第t个时段(t＝1，2，…，N，下同)的边界节点及内网节点的电压幅值和相角的量测量，建立两个边界节点的注入功率方程：0=Pl-VltΣj∈ΦlVjt(Gljcosδljt+Bljsinδljt)---(1)]]>0=Ql-VltΣj∈ΦlVjt(Gljsinδljt-Bljcosδljt)---(2)]]>0=Pk-VktΣj∈ΦkVjt(Gkjcosδkjt+Bkjsinδkjt)---(3)]]>0=Qk-VktΣj∈ΦkVjt(Gkjsinδkjt-Bkjcosδkjt)---(4)]]>式中，P_l和Q_l分别为边界节点l的等值注入有功功率和无功功率；P_k和Q_k分别为边界节点k的等值注入有功功率和无功功率；为节点j的电压幅值的量测量，上标t表示第t个时段，下同；和分别为节点i和节点j的电压相角的量测量；G_lj、G_kj为节点导纳矩阵对应元素的实部；B_lj、B_kj为节点导纳矩阵对应元素的虚部；Φ_l和Φ_k分别表示与边界节点l和边界节点k直接相连的节点集合；式(1)～(4)可写成以下一般形式：0=fmt(xS),m=1,2,3,4---(5)]]>式中，x_S＝[P_l，Q_l，P_k，Q_k，g_lk，b_lk]为SWM的等值参数向量，为第t个时段式(1)～(4)的一般表达式，则SWM等值参数的多时段最小二乘估计模型为：J=minΣt=1NΣm=14[fmt(xS)]2---(6)]]>式中，N为时段数；应用高斯牛顿法求解式(6)，解得SWM等值参数的估计值x_S；步骤3：对步骤1所述同一两端口外网，建立扩展电压源支路Ward等值电路，简称为EWM，EWM的等值参数为两条扩展支路中电压源的电压幅值E_l、E_k和相角θ^t_l、θ^t_k，两条扩展支路的电导g_l、g_k和电纳b_l、b_k，以及连接两个边界节点的等值支路的电导g′_lk和电纳b′_lk；步骤4：求解EWM的等值参数，根据SWM和EWM等值参数的约束关系以及与步骤2中相同时段的边界节点及内网的实测信息，建立EWM等值参数的多时段最小二乘估计模型，并应用高斯牛顿法求解EWM的等值参数，所得EWM即为两端口外网的最终的等值模型，具体说明如下：根据SWM和EWM等值参数的约束关系，建立以下方程：0≈glk-glk′---(7)]]>0≈blk-blk′---(8)]]>0≈Pl+(Vlt)2gl-VltEl[glcos(δlt-θlt)+blsin(δlt-θlt)]---(9)]]>0≈Ql-(Vlt)2bl+VltEl[blcos(δlt-θlt)-glsin(δlt-θlt)]---(10)]]>0≈Pk+(Vkt)2gk-VktEk[gkcos(δkt-θkt)+bksin(δkt-θkt)]---(11)]]>0≈Qk-(Vkt)2bk+VktEk[bkcos(δkt-θkt)-gksin(δkt-θkt)]---(12)]]>此外，根据第t个时段(t＝1，2，…，N，下同)的边界节点及内网节点的电压幅值和相角的量测量，建立两个边界节点的注入功率方程：0=VltΣj∈ΦlVjt(Gljcosδljt+Bljsinδljt)---(13)]]>0=VltΣj∈ΦlVjt(Gljsinδljt-Bljcosδljt)---(14)]]>0=VktΣj∈ΦkVjt(Gkjcosδkjt+Bkjsinδkjt)---(15)]]>0=VktΣj∈ΦkVjt(Gkjsinδkjt-Bkjcosδkjt)---(16)]]>式(7)～(8)和式(9)～(16)可分别写成以下一般形式：0＝h_m(x_E)m＝1，2                                    (17)0=hnt(xE),n=1,2,···,8---(18)]]>式中，x_E＝[E_l，E_k，g_l，b_l，g_k，b_k，g′_lk，b′_lk，θ¹_l，θ²_l，…，θ^N_l，θ¹_k，θ²_k，…，θ^N_k]为EWM的等值参数向量，h_m(·)为式(7)和式(8)的一般表达式，为第t个时段式(9)～(16)的一般表达式，则EWM等值参数的多时段最小二乘估计模型为：J=minΣm=12[hm(xE)]2+Σt=1NΣn=18[hnt(xE)]2---(19)]]>应用高斯牛顿法求解式(19)，解得EWM等值参数的估计值x_E。