[发明专利]基于PMU测量的元件全面性外网等值计算方法

权利要求书

1.基于PMU测量的元件全面性外网等值计算方法，其特征在于： 所述方法包括以下具体步骤；

1)确定m时刻数

依据内外网相连的端口数，通过公式(1)确定求解等值网络参数 所需的PMU时刻数；

2mn＞n²+6n(1)

式中，n为内外网相连的端口数，m为待求的PMU采样时刻数；

2)输入测量数据

输入m个时刻各边界节点处PMU的电压量测值和m个时刻各边界节点向内网注入的等效电流量测值其中i＝1,2,…,n,n为内外网相连的端口数，t＝t₁,t₂,…,t_m,t为PMU采 样时刻，m为总的PMU采样时刻数；

3)建立等值网络测量方程

根据第2)步输入的电压量测量与等效量测量，建立等值网络的 量测方程和

f1it(x)=a[Ei,Re-Ui,Ret-Zi,Re(Ii,Re-BiUi,Imt)+Zi,Im(Ii,Im+BiUi,Ret)]-b[Ei,Im-Ui,Imt-Zi,Re(Ii,Im+BiUi,Ret)-Zi,Im(Ii,Re-BiUi,Imt)]-Σj=1,j≠in[c(Ui,Ret-Uj,Ret)-d(Ui,Imt-Uj,Imt)]=0---(2)]]>

f2it(x)=a[Ei,Im-Ui,Imt-Zi,Re(Ii,Im+BiUi,Ret)-Zi,Im(Ii,Re-BiUi,Imt)]+b[Ei,Re-Ui,Ret-Zi,Re(Ii,Re-BiUi,Imt)+Zi,Im(Ii,Im+BiUi,Ret)]-Σj=1,j≠in[c(Ui,Imt-Uj,Imt)+d(Ui,Ret-Uj,Ret)]=0---(3)]]>

与分别表示t时刻第i个边界节点处量测方程的实部 与虚部，x＝[E_i,Re,E_i,Im,Z_i,Re,Z_i,Im,Z_ij,Re,Z_ij,Im,S_Li,Re,S_Li,Im,B_i]^T,i＝1,2,…,n， j＝1,2,…,n,j≠i，x为待求的等值网络参数矩阵，i代表第i个边界节 点，j代表第j个边界节点，n为内外网相连的端口数；其中E_i,Re和E_i,Im分别为第i个边界节点处所对应等值虚拟发电机节点电压实部与虚 部；Z_i,Re和Z_i,Im分别为第i个边界节点处所对应等值支路的电阻和电 抗；Z_ij,Re和Z_ij,Im分别为第i个边界节点与第j个边界节点之间等值支 路的电阻和电抗；S_Li,Re和S_Li,Im分别为第i个边界节点处的负荷对应的 等值电流的实部和虚部；B_i为第i个边界节点处对应的对地支路；和分别为第i个边界节点的电压实部和虚部；和分别为 第j个边界节点的电压实部和虚部，t表示第t个时刻；I_i,Re和I_i,Im分 别为第i个边界节点处负荷等值电流与边界节点向内网注入的等效 电流之和的实部和虚部；a和b分别代表了Z_ij的实部和虚部， c和d分别代表了Z_ik的实部和虚部，其中Z_ij为边界节点i与边界 节点j之间的等值阻抗，Z_ik为边界节点i与边界节点k之间的等值阻 抗，k＝1,2,…,n，k≠i,j；

4)建立等值参数约束方程

公式(4)表示为输入的最大运行方式下等值网络的等值参数向 量x_maxo；

x_maxo＝[E_i,maxo,R_i,maxo,X_i,maxo,R_ij,maxo,X_ij,maxo,P_Li,maxo,Q_Li,maxo,B_i,maxo]^T(4)

公式(5)表示为输入的最小运行方式下的等值网络的等值参数 向量x_mino；

x_mino＝[E_i,mino,R_i,mino,X_i,mino,R_ij,mino,X_ij,mino,P_Li,mino,Q_Li,mino,B_i,mino]^T(5)

依据最大最小运行方式等值参数建立公式(6)-(13)的等值参 数约束方程；

B_i,mino≤B_i'≤B_i,maxo(6)

R_i,maxo≤Z_i,Re'≤R_i,mino(7)

X_i,maxo≤Z_i,Im'≤X_i,mino(8)

R_ij,maxo≤Z_ij,Re'≤R_ij,mino(9)

X_ij,maxo≤Z_ij,Im'≤X_ij,mino(10)

P_Li,mino≤S_Li,Re'≤P_Li,maxo(11)

Q_Li,mino≤S_Li,Im'≤Q_Li,maxo(12)

Ei,min≤Ei,Re′2+Ei,Im′2≤Ei,max---(13)]]>

其中B_i,mino和B_i,maxo分别为最小运行方式下和最大运行方式下第i 个边界节点所对应的等值对地支路；B_i'为当前待求的第i个边界节点 处对应的对地支路；R_i,mino和R_i,maxo分别为最小运行方式下和最大运行 方式下第i个边界节点所对应等值支路的电阻；Z_i,Re'为当前待求的第i 个边界节点处对应等值支路的电阻；X_i,mino和X_i,maxo分别为最小运行方 式下和最大运行方式下第i个边界节点所对应等值支路的电抗；Z_i,Im' 为当前待求的第i个边界节点处对应等值支路的电抗；R_ij,mino和R_ij,maxo分别为最小运行方式下和最大运行方式下第i个边界节点与第j个边 界节点之间等值支路的电阻；Z_ij,Re'为当前待求的第i个边界节点与第 j个边界节点之间等值支路的电阻；X_ij,mino和X_ij,maxo分别为最小运行方 式下和最大运行方式下第i个边界节点与第j个边界节点之间等值支 路的电抗；Z_ij,Im'为当前待求的第i个边界节点与第j个边界节点之间 等值支路的电抗；E_i,min和E_i,max分别为最小运行方式下和最大运行方 式下第i个边界节点处所对应等值虚拟发电机节点电压；E_i,Re'和E_i,Im' 分别为待求的第i个边界节点处所对应等值虚拟发电机节点电压实部 和虚部；P_Li,mino和P_Li,maxo分别为最小运行方式下和最大运行方式下第i 个边界节点处的负荷有功功率；Q_Li,mino和Q_Li,maxo分别为最小运行方式下 和最大运行方式下第i个边界节点处的负荷无功功率；S_Li,Re'和S_Li,Im'分 别为待求的第i个边界节点处的负荷对应的等值负荷的有功功率和无 功功率；

5)建立等值网络的优化模型

利用公式(14)建立等值网络优化模型的目标函数；

min(Σt=1mΣi=1n[(f1it(x))2+(f2it(x))2])---(14)]]>

式中m为PMU采样时刻数，n为内外网相连的端口数；与 分别表示t时刻第i个边界节点处量测方程的实部与虚部；

6)求解外网等值参数

通过内点法直接求得外网等值参数x。