一種計及溫度變化的電力系統狀態估計方法
【技術領域】
[0001] 發明涉及一種計及溫度變化的電力系統狀態估計方法，屬于電力系統運行和控制
技術領域。
【背景技術】
[0002] 作為能量管理系統（EnergyManagementSystem，EMS)的核心，電力系統狀態估計 通過對生數據的處理，獲得狀態量的最佳估計值。傳統的加權最小二乘法（WeightedLeast Squares，WLS)狀態估計算法估計質量和收斂性能很好，是狀態估計的經典解法和理論基 礎，適應各種類型的量測系統。
[0003] 傳統的狀態估計計算過程中假定輸電線路電阻參數始終不變，以固定電網節點導 納矩陣進行計算。但是電熱耦合相關的研宄表明，輸電線路的溫度及電阻隨著環境溫度、光 照輻射、風向風速等外界環境以及線路載流的不同而變化。所以計及電熱耦合，支路電阻會 隨著溫度的變化而變化，在常規狀態估計計算時忽略電阻變化，會導致計算結果與實際情 況間的誤差。如果計算誤差過大，則必須計及它的影響，否則將導致錯誤的計算結果。
[0004] 本發明提出的計及溫度變化的電力系統狀態估計方法，在計算過程中不斷修正電 阻值，體現電熱耦合的思想，不僅有效計及支路的溫度，而且提高了狀態估計結果的精度， 具有工程應用價值。
【發明內容】
[0005] 發明目的：本發明提供一種計及溫度變化的電力系統狀態估計方法，提高了狀態 估計結果的精度。
[0006] 技術方案：本發明提出一種計及溫度變化的電力系統狀態估計方法，首先獲得電 力系統的網絡參數和量測量，還包括以下步驟：
[0007] 根據金屬電阻溫度關系以及熱阻模型建立支路溫度與電阻模型；
[0008] 建立計及溫度變化的狀態估計模型：
[0009] minJ(x) = [z-h(x)]Tff[z-h(x)]
[0010] 其中，J是目標函數；T表示矩陣的轉置;W為對角權重矩陣；X為狀態量，包括電壓 相角0、電壓幅值V和支路溫度t;z為量測量，維數m;h為m維非線性量測函數；
[0011] 根據計及溫度變化的狀態估計模型計算雅克比矩陣H:
【主權項】
1. 一種計及溫度變化的電力系統狀態估計方法，首先獲得電力系統的網絡參數和量測 量，其特征在于：還包括以下步驟： 根據金屬電阻溫度關系以及熱阻模型建立支路溫度與電阻模型； 建立計及溫度變化的狀態估計模型： min J(x) = [z-h (x) ] Tff [z-h (x)] 其中，J是目標函數；T表示矩陣的轉置；W為對角權重矩陣；x為狀態量，包括電壓相角 Θ、電壓幅值V和支路溫度t ;z為量測量，維數m ;h為m維非線性量測函數； 根據計及溫度變化的狀態估計模型計算雅克比矩陣H :
式中P和Q分別表示對應節點的有功和無功，L表示系統支路上的功率函數，V表示電 壓幅值，t表示支路溫度； 利用所述狀態估計模型和雅克比矩陣計算出系統狀態量的變化量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，迭代次數 k 自加一，并且修正狀態量 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果，反之收斂則直接輸出結果。
2. 如權利要求1所述的計及溫度變化的電力系統狀態估計方法，其特征在于：所述根 據金屬電阻溫度關系以及熱阻模型建立支路溫度與電阻模型的內容包括：設置迭代精度 λ、最大迭代次數k、系統支路初始溫度以及相關參數的基準值，形成當前溫度下的節點導 納矩陣。
3. 如權利要求1或2所述的計及溫度變化的電力系統狀態估計方法，其特征在于：所 述獲得電力系統的網絡參數和量測量，其中網絡參數包括：母線編號、名稱、補償電容，輸電 線路的支路號、首端節點和末端節點編號、串聯電阻、串聯電抗、并聯電導、并聯電納、變壓 器變比和阻抗，系統支路的當前溫度和一個規定的參考溫度。
4. 如權利要求1或2所述的計及溫度變化的電力系統狀態估計方法，其特征在于：所 述獲得電力系統的網絡參數和量測量，其中量測量z包括：節點電壓幅值、節點注入有功功 率和無功功率，普通線路支路和變壓器支路當前溫度下的有功功率和無功功率。
【專利摘要】本發明提出了一種計及溫度變化的電力系統狀態估計方法。在傳統的狀態估計計算過程中始終保持線路電阻不變，但因為輸電線路電阻是會隨著外界溫度的變化而變化的，因此需要新的狀態估計模型及計算方法來解決問題。本發明以此為背景，將溫度作為新的狀態量引入到狀態估計過程中，建立了計及溫度變化的狀態估計模型。本發明提出的計及溫度變化的電力系統狀態估計方法在計算過程中不斷修正電阻值，體現電熱耦合的思想，不僅有效計及支路的溫度，而且提高了狀態估計結果的精度。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號】CN104765962
【申請號】CN201510164898
【發明人】衛志農, 李春, 孫國強, 孫永輝, 楚云飛, 厲超
【申請人】河海大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月8日