[发明专利]一种用于交直流混合电力系统的状态估计的方法

摘要

本发明涉及一种用于交直流混合电力系统的状态估计的方法，属于电力系统运行和控制技术领域。本发明分别进行直流系统和交流系统各自的状态估计，以交直流连接处的节点上注入直流侧和交流侧的虚拟量测以及中间变量y_B作为传递变量进行交替迭代。以所述联结处节点上的电压作为判据以判断迭代是否收敛。本发明的优点是数学推导严格，算法的构造具有明确的物理意义，交直流估计方程的形成和求解相互独立，中间的联系仅仅在于迭代时交换少量数据，对现有交流系统的状态估计软件的修改很小，容易实现，同时也能满足工程对估计精度的要求。

主权项

1、一种用于交直流混合电力系统的状态估计的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)设定与交直流连接处交流节点对应的交流状态变量xB，其初值为xB (0)，并设定交直流连接处的节点上，注入直流侧的虚拟量测为Z″B，其初值为Z″B (0)；(2)根据上述xB (0)和Z″B (0)，利用牛顿法迭代求解直流状态估计方程组，得到直流状态变量估计值xD (1)，其直流状态估计方程组为：$\left[\begin{array}{cc}{H}_{\mathrm{BD}}^T(x_B,x_D)& H_{\mathrm{DD}}^T(x_B,x_D)\end{array}\right]·\left[\begin{array}{c}{W}_B[Z_B^{\prime \prime }-h_B^{\prime \prime }(x_B,x_D)]\\ W_D[Z_D-h_D(x_B,x_D)]\end{array}\right]=0$ 其中，HBD T(xB，xD)为上述Z″B对待估计的直流状态变量xD的雅可比矩阵的转置，HDD T(xB，xD)为所述交直流混合电力系统直流系统的量测ZD对所述xD的雅可比矩阵的转置，WB和WD分别为上述Z″B和上述ZD的权重矩阵，h″B(xB，xD)为：根据所述xD和与待估计的交直流连接处交流节点相对应的交流状态变量xB进行计算，以得到交直流连接处的节点上注入直流侧虚拟量测Z″B的函数，hD(xB，xD)为：根据所述xD和所述xB进行计算，以得到直流系统量测ZD的函数；(3)根据上述xB (0)、xD (1)和Z″B (0)，计算交直流连接处的节点上注入交流侧的虚拟量测Z′B (1)和中间变量yB (1)；计算公式为： Z′B＝ZB-h″B(xB，xD)$y_B(x_B,x_D)=-{H^{\prime \prime T}}_{\mathrm{BB}}(x_B,x_D)W_B[{Z^{\prime \prime }}_B-{h^{\prime \prime }}_B(x_B,x_D)]{-D}_{\mathrm{DB}}^T(x_B,x_D)W_D[Z_D-h_D(x_B,x_D)]$ 其中，H″BB T(xB，xD)为上述Z″B对上述xB的雅可比矩阵的转置，HBD T(xB，xD)为上述ZD对上述xB的雅可比矩阵的转置；(4)将上述Z′B (1)和yB (1)作为已知量，求解交流状态估计方程组，得到所述交直流混合电力系统中与交直流连接处交流节点对应的交流状态变量的估计值xB (1)，以及所述交直流混合电力系统中与和直流系统不直接连接的交流节点对应的交流状态变量的估计值xA (1)，交流系统状态估计方程组如下：$\left[\begin{array}{cc}{H}_{\mathrm{AA}}^T(x_A,x_B)& H_{\mathrm{BA}}^T(x_A,x_B)\\ H_{\mathrm{AB}}^T(x_A,x_B)& H_{\mathrm{BB}}^{\prime T}(x_A,x_B)\end{array}\right]·\left[\begin{array}{c}{W}_A[Z_A-h_A(x_A,x_B)]\\ W_B[Z_B^{\prime }-h_B^{\prime }(x_A,x_B)]\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\ y_B(x_B,x_D)\end{array}\right]$ 式中，HAA T(xA，xB)、HAB T(xA，xB)、HBA T(xA，xB)和H′BB T(xA，xB)分别为：所述交直流混合电力系统交流系统的量测ZA对上述xA的雅可比矩阵的转置、上述ZA对上述xB的雅可比矩阵的转置、上述Z′B对上述xA的雅可比矩阵的转置和上述Z′B对上述xB的雅可比矩阵的转置，WA和WB分别为上述ZA和上述Z′B的权重矩阵，hA(xA，xB)为：根据上述xA和上述xB计算所述交直流混合电力系统交流系统的量测ZA的函数；利用公式Z″B＝ZB-h′B(xB，xD)计算交直流连接处的节点上注入直流侧的虚拟量测Z″B(1)，其中h′B(xA，xB)为：根据上述xA和上述xB计算交直流连接处的节点上注入交流侧的虚拟量测Z′B的函数；(5)重复步骤(2)～(4)，设重复次数为k，k＝0、1、2、……，每次重复之后，k自增1，判断相邻两次迭代得到的交直流连接处交流节点对应的交流状态变量xB之差的模分量的最大值是否小于给定的收敛指标，若是，则重复结束。