[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

摘要

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。

主权项

一种外网扩展电压源支路Ward等值模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤:1)读入所述电网的模型参数和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；yij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，Yαβ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。其中YQQ、YQV、YQB、YVQ、YVV、YVB、YBQ、YBV、YBB为(2)式中原外网节点导纳矩阵中子矩阵。由化简后的外网导纳矩阵，求边界节点与外网PV节点之间的支路导纳之和，即每一行值相加，取相反数后，其电纳部分为扩展电压源支路Ward等值模型中电源支路参数。2‑3)基于矩阵(3)，进一步利用高斯消元消去外网PV节点，得到(4)求等值边界节点间导纳：式中，“0”代表被消去部分,“‑”代表无需化成0部分；为边界节点间的等效导纳。其中为(3)式中的等效导纳。2‑4)基于式(5)计算边界节点注入功率：PiEQ=Σjωi[(Ui0)2(gij+gi0)-ui0uj0(gijcosθij0+bijsinθij0]QiEQ=Σjωi[ui0uj0(bijcosθij0-gijsinθij0)-(Ui0)2(bij+bi0)]---(5)]]>式中PiEQ，分别为边界节点i等值注入有功功率和无功功率；为典型运行方式下的内部节点i的电压幅值与相角；gij、bij分别为与边界节点i相连的联络线或等值支路电导、电纳；为边界节点i和相邻节点j之间电压相角差；gi0、bi0分别为支路i侧的对地支路电导、电纳；jωi表示节点j与i相邻接。2‑5)基于式(6)计算等值发电机有功功率和电压幅值：Psi=PiEQUsi=(Ui+QiEQUiBi)2+(PiEQUiBi)2---(6)]]>上式中，i为边界节点编号；PiEQ、为边界节点i的等值注入功率；Ui为边界节点i的量测电压幅值；Bi为扩展Ward等值模型中与边界i节点相连电源支路的电纳；Ps1为扩展电压源支路Ward等值模型中PV节点有功出力、Usi为扩展电压源支路Ward等值模型中PV节点电压幅值。