[发明专利]电力系统动态过程状态估计方法

权利要求书

1.一种电力系统动态过程状态估计方法，其特征是以电网扰动前的静态状态估计结果为基础断面，引入负荷模型和发电机模型，对电网进行等效处理，在电网扰动过程中，使用同步相量测量单元PMU量测获得发电机数据，结合原电网各节点的有功和无功零注入伪量测方程，对电网各节点状态进行估计，在仅有发电厂PMU量测的条件下获得电网的动态过程状态：

对电网进行等效处理时，每台发电机增加一个虚拟支路和虚拟发电机内节点，虚拟支路的电抗用发电机同步电抗x_q表示，虚拟发电机内节点电压等于发电机虚拟电势虚拟发电机内节点电压和发电机端电压的相位角就等于发电机的功角，发电机机端功率量测转化为发电机虚拟支路量测，发电机功角量测转化为虚拟发电机内节点的相角量测，按此扩展网络结构，电网扰动过程中可以按照常规状态估计列出发电机PMU量测方程；

在短暂的电网动态变化过程中，电网负荷水平不发生大的变化，负荷用恒阻抗模型表示，得到扰动条件下的电网等效模型，分析量测方程：

对于n个节点和n_G个发电机的电网等效模型，在没有任何PMU量测条件下可以列出n个节点的有功和无功零注入伪量测方程，设其中一个节点为参考节点，则电网的等效模型需要求解n+n_G-1个节点电压角度，如果PMU量测提供n_G-1个发电机有功出力，就可以列出n_G-1个量测方程，结合n个有功量测方程，可以求得电网等效模型各个节点的电压角度；

对于无功电压量测，电网的等效模型共有n+n_G个母线节点电压幅值待求，根据原电网网络n个节点无功零注入伪量测方程，只要提供n_G个发电机电压量测，可以得到电网的等效模型的各节点电压幅值；

PMU量测记录电网的扰动，列出PMU量测相关的有功无功量测方程，根据最小二乘原理确定有功无功目标函数，线性化处理后，得到有功无功量测修正方程，从而得到PQ解耦的基本加权最小二乘状态估计迭代修正公式，得到母线电压幅值及相角的变量和量测增益矩阵；所列电网等效模型的伪量测方程和PMU量测方程，在整个电网扰动时段内，只要没有新的扰动发生，量测方程的维数是固定的，在扰动发生开始时刻一次性的形成量测增益矩阵，在后续电网连续断面状态计算中，使用新的PMU量测数据进行迭代计算，跟踪母线电压幅值及相角的变化，实现扰动状态的完整估计。

2.根据权利要求1所述的电力系统动态过程状态估计方法，其特征是通过充分利用PMU获得发电机量测、母线电压幅值及相角量测和支路功率量测，对电力系统动态过程进行状态估计。

3.根据权利要求1所述的电力系统动态过程状态估计方法，其特征是对于PMU量测可观测的节点，直接使用PMU量测进行状态估计，而不需要使用负荷模型，可适应各种PMU分布，发电机和负荷可根据实际电网情况选择合适的模型。