[发明专利]一种计及温度变化的电力系统状态估计方法

摘要

本发明提出了一种计及温度变化的电力系统状态估计方法。在传统的状态估计计算过程中始终保持线路电阻不变，但因为输电线路电阻是会随着外界温度的变化而变化的，因此需要新的状态估计模型及计算方法来解决问题。本发明以此为背景，将温度作为新的状态量引入到状态估计过程中，建立了计及温度变化的状态估计模型。本发明提出的计及温度变化的电力系统状态估计方法在计算过程中不断修正电阻值，体现电热耦合的思想，不仅有效计及支路的温度，而且提高了状态估计结果的精度。

主权项

一种计及温度变化的电力系统状态估计方法，首先获得电力系统的网络参数和量测量，其特征在于：还包括以下步骤：1)根据金属电阻温度关系以及热阻模型建立支路温度与电阻模型：普通线路上导体的温度t是外界环境温度tAmb与导体上升的温度tRise之和，表示为：t=tAmb+(PLossPRatedLoss)tRatedRise]]>其中，PLoss是设备内部所有的损耗，tRatedRise是额定的升高温度，PRatedLoss是对应额定的损耗，某条支路ij的PLoss,ij可通过下式计算得到：PLoss,ij=gij(Vi2+Vj2)-2gijViVjcos(θi-θj)]]>式中：gij表示节点i和节点j之间的电导，Vi和Vj分别表示节点i和j的电压幅值，θi和θj分别表示节点i和j的电压相角；对于变压器支路，其温度模型可表示为：tRise=tRatedRise(IIRated)2n]]>其中，I和IRated分别表示变压器支路上的电流和额定电流，n取决于变压器冷却方式：密封式变压器取0.7，自然冷式变压器取0.8，强制风冷变压器取1.0；2)建立计及温度变化的状态估计模型：min J(x)＝[z‑h(x)]TW[z‑h(x)]其中,J是目标函数；T表示矩阵的转置；W为对角权重矩阵；x为状态量，包括电压相角θ、电压幅值V和支路温度t；z为量测量，维数m；h为m维非线性量测函数；3)根据计及温度变化的状态估计模型计算雅克比矩阵H：H=∂P∂θ∂P∂V∂P∂t∂Q∂θ∂Q∂V∂Q∂t∂L∂θ∂L∂V∂L∂t]]>式中P和Q分别表示对应节点的有功和无功,L表示系统支路上的功率函数,V表示电压幅值，t表示支路温度；同时利用链式法则求解雅克比矩阵；4)利用所述状态估计模型和雅克比矩阵计算出系统状态量的变化量Δx(k)；5)判断Δx(k)是否满足收敛条件，若max{Δθ(k)|,|ΔV(k)|,|Δt(k)|}>λ即未收敛时，迭代次数k自加一，并且修正状态量θ(k+1)＝θ(k)+Δθ(k)，V(k+1)＝V(k)+ΔV(k)，t(k+1)＝t(k)+Δt(k)，其中λ为迭代精度，重新迭代直到满足收敛条件输出结果，反之收敛则直接输出结果。