一種計(jì)及溫度變化的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 發(fā)明涉及一種計(jì)及溫度變化的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法，屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為能量管理系統(tǒng)（EnergyManagementSystem，EMS)的核心，電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì) 通過(guò)對(duì)生數(shù)據(jù)的處理，獲得狀態(tài)量的最佳估計(jì)值。傳統(tǒng)的加權(quán)最小二乘法（WeightedLeast Squares，WLS)狀態(tài)估計(jì)算法估計(jì)質(zhì)量和收斂性能很好，是狀態(tài)估計(jì)的經(jīng)典解法和理論基 礎(chǔ)，適應(yīng)各種類型的量測(cè)系統(tǒng)。
[0003] 傳統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)計(jì)算過(guò)程中假定輸電線路電阻參數(shù)始終不變，以固定電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)導(dǎo) 納矩陣進(jìn)行計(jì)算。但是電熱耦合相關(guān)的研宄表明，輸電線路的溫度及電阻隨著環(huán)境溫度、光 照輻射、風(fēng)向風(fēng)速等外界環(huán)境以及線路載流的不同而變化。所以計(jì)及電熱耦合，支路電阻會(huì) 隨著溫度的變化而變化，在常規(guī)狀態(tài)估計(jì)計(jì)算時(shí)忽略電阻變化，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情 況間的誤差。如果計(jì)算誤差過(guò)大，則必須計(jì)及它的影響，否則將導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果。
[0004] 本發(fā)明提出的計(jì)及溫度變化的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法，在計(jì)算過(guò)程中不斷修正電 阻值，體現(xiàn)電熱耦合的思想，不僅有效計(jì)及支路的溫度，而且提高了狀態(tài)估計(jì)結(jié)果的精度， 具有工程應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：本發(fā)明提供一種計(jì)及溫度變化的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法，提高了狀態(tài) 估計(jì)結(jié)果的精度。
[0006] 技術(shù)方案：本發(fā)明提出一種計(jì)及溫度變化的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法，首先獲得電 力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和量測(cè)量，還包括以下步驟：
[0007] 根據(jù)金屬電阻溫度關(guān)系以及熱阻模型建立支路溫度與電阻模型；
[0008] 建立計(jì)及溫度變化的狀態(tài)估計(jì)模型：
[0009] minJ(x) = [z-h(x)]Tff[z-h(x)]
[0010] 其中，J是目標(biāo)函數(shù)；T表示矩陣的轉(zhuǎn)置;W為對(duì)角權(quán)重矩陣；X為狀態(tài)量，包括電壓 相角0、電壓幅值V和支路溫度t;z為量測(cè)量，維數(shù)m;h為m維非線性量測(cè)函數(shù)；
[0011] 根據(jù)計(jì)及溫度變化的狀態(tài)估計(jì)模型計(jì)算雅克比矩陣H:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種計(jì)及溫度變化的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法，首先獲得電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和量測(cè) 量，其特征在于：還包括以下步驟： 根據(jù)金屬電阻溫度關(guān)系以及熱阻模型建立支路溫度與電阻模型； 建立計(jì)及溫度變化的狀態(tài)估計(jì)模型： min J(x) = [z-h (x) ] Tff [z-h (x)] 其中，J是目標(biāo)函數(shù)；T表示矩陣的轉(zhuǎn)置；W為對(duì)角權(quán)重矩陣；x為狀態(tài)量，包括電壓相角 Θ、電壓幅值V和支路溫度t ;z為量測(cè)量，維數(shù)m ;h為m維非線性量測(cè)函數(shù)； 根據(jù)計(jì)及溫度變化的狀態(tài)估計(jì)模型計(jì)算雅克比矩陣H :
式中P和Q分別表示對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的有功和無(wú)功，L表示系統(tǒng)支路上的功率函數(shù)，V表示電 壓幅值，t表示支路溫度； 利用所述狀態(tài)估計(jì)模型和雅克比矩陣計(jì)算出系統(tǒng)狀態(tài)量的變化量ΔΧω; 判斷Δχω是否滿足收斂條件，若max{| Λ Θ (k)|，I AV(k)|，I At(k)|} > λ即未收斂 時(shí)，迭代次數(shù) k 自加一，并且修正狀態(tài)量 Θ (k+1)= θ ω+Λ Θ (k)，V(k+1)= V (k)+AV(k)，t(k+1) = t(k)+Λ t(k)，重新迭代直到滿足收斂條件輸出結(jié)果，反之收斂則直接輸出結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求1所述的計(jì)及溫度變化的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于：所述根 據(jù)金屬電阻溫度關(guān)系以及熱阻模型建立支路溫度與電阻模型的內(nèi)容包括：設(shè)置迭代精度 λ、最大迭代次數(shù)k、系統(tǒng)支路初始溫度以及相關(guān)參數(shù)的基準(zhǔn)值，形成當(dāng)前溫度下的節(jié)點(diǎn)導(dǎo) 納矩陣。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的計(jì)及溫度變化的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于：所 述獲得電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和量測(cè)量，其中網(wǎng)絡(luò)參數(shù)包括：母線編號(hào)、名稱、補(bǔ)償電容，輸電 線路的支路號(hào)、首端節(jié)點(diǎn)和末端節(jié)點(diǎn)編號(hào)、串聯(lián)電阻、串聯(lián)電抗、并聯(lián)電導(dǎo)、并聯(lián)電納、變壓 器變比和阻抗，系統(tǒng)支路的當(dāng)前溫度和一個(gè)規(guī)定的參考溫度。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的計(jì)及溫度變化的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于：所 述獲得電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和量測(cè)量，其中量測(cè)量z包括：節(jié)點(diǎn)電壓幅值、節(jié)點(diǎn)注入有功功 率和無(wú)功功率，普通線路支路和變壓器支路當(dāng)前溫度下的有功功率和無(wú)功功率。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種計(jì)及溫度變化的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法。在傳統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)計(jì)算過(guò)程中始終保持線路電阻不變，但因?yàn)檩旊娋€路電阻是會(huì)隨著外界溫度的變化而變化的，因此需要新的狀態(tài)估計(jì)模型及計(jì)算方法來(lái)解決問(wèn)題。本發(fā)明以此為背景，將溫度作為新的狀態(tài)量引入到狀態(tài)估計(jì)過(guò)程中，建立了計(jì)及溫度變化的狀態(tài)估計(jì)模型。本發(fā)明提出的計(jì)及溫度變化的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法在計(jì)算過(guò)程中不斷修正電阻值，體現(xiàn)電熱耦合的思想，不僅有效計(jì)及支路的溫度，而且提高了狀態(tài)估計(jì)結(jié)果的精度。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號(hào)】CN104765962
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510164898
【發(fā)明人】衛(wèi)志農(nóng), 李春, 孫國(guó)強(qiáng), 孫永輝, 楚云飛, 厲超
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月8日