專利名稱：廣域電力系統狀態估計協調方法
技術領域：
本發明涉及電力系統控制領域，特別涉及一種廣域電力系統狀態估計協調方法。
背景技術：
近年來，智能電網技術逐步成為各個國家所關注的重點，它旨在對傳統電力系統的發電、輸電、配電和用電環節的全面升級改造。在發電環節，著重于新能源發電廠規劃、選址和設備管理方面的研究；在輸電環節，著重于電網規劃、可再生能源并網、運行調度、廣域控制等研究；配電網環節，著重于高級量測體系、通信技術、信息安全技術、微網運行技術和高級配電自動化方面的研究；在用電環節，著重于智能電器調控、用戶用電行為分析和供求交互等方面的研究。而智能電網技術的不斷發展離不開電力系統狀態估計的運用，尤其是在輸電和配電環節。自從F.C.Schweppe首次提出電力系統狀態估計以來，電力系統狀態估計在電網監控和規劃中已成為一個關鍵功能。它的作用是對數據采集與監控系統(SCADA)提供的實時信息進行濾波，以提高數據精度，排除錯誤信息的干擾，從而得到一個高質量的實時數據庫，為能量管理中心(EMS)進行各種重要的控制和規劃提供數據支持，例如，電網的實時建模、潮流優化、不良數據的檢測與辨識和基于電力系統狀態估計的可靠與安全性評估。到目前為止，狀態估計在輸電和配電環節是分開進行研究的，在輸電網狀態估計中，配電網被等效為一個負荷，而在配電網狀態估計中，輸電網等效為一個電源，這樣的處理方式導致了配電網與輸電網相連的邊界節點電壓和功率不匹配，傳統的輸電網狀態估計和配電網狀態估計并不能得到相一致的結果，而這種不一致將使系統很難進行全局優化，進而影響系統的安全評估和經濟調度，例如對于輸電系統，如果在負荷建模時忽略了安裝在配電系統中的有載調壓變壓器(OLTC)的操作，那么電壓穩定性得不到保證。
發明內容
本發明所要解決的技術問題，就是提供一種廣域電力系統狀態估計協調方法，解決輸電系統狀態估計和配電網狀態估計在邊界節點處的電壓和功率不匹配問題。本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，廣域電力系統狀態估計協調方法，包括以下步驟:步驟1、電力系統區域解耦采用基于地理分布的網絡解耦方法，將一個給定區域輸電和配電網的聚合系統解耦為輸電網、邊界系統、配電網；步驟2、區域網絡建模讀取各個輸電網和配電網的網絡數據，包括網絡結構和線路阻抗、量測值，對各個輸電網和配電網區域進行拓撲結構分析，形成網絡模型，構建網絡矩陣；步驟3、系統量測配置和量測函數包括節點的有功和無功注入量測函數、有功和無功潮流注入量測函數、電流幅值量測函數；步驟4、聚合系統狀態估計在基于區域網絡建模、系統量測配置和量測函數基礎上，進行聚合系統狀態估計，包括:利用配電管理中心的遙測信息初始化邊界虛擬量測值Z’’B，利用向量量測單元的實時量測值設置參考電壓Vbs，利用步驟2中配電網網絡結構和線路阻抗和步驟3中的量測值進行配電網狀態估計；利用配電網狀態估計結果和估計得到的虛擬量測值Z’BM，利用步驟2中輸電網網絡結構和線路阻抗和步驟3中的量測值進行輸電網狀態估計；將輸電網狀態估計結果和估計得到的虛擬量測值Z’BM傳到配電管理中心，并用此時的邊界虛擬量測值Z’ ’ B代替初始值，其余的結果作為配電網狀態估計的偽量測值；步驟5、終止條件判斷若聚合系統滿足
權利要求
1.廣域電力系統狀態估計協調方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、電力系統區域解耦 采用基于地理分布的網絡解耦方法，將一個給定區域輸電和配電網的聚合系統解耦為輸電網、邊界系統、配電網； 步驟2、區域網絡建模 讀取各個輸電網和配電網的網絡數據，包括網絡結構和線路阻抗、量測值，對各個輸電網和配電網區域進行拓撲結構分析，形成網絡模型，構建網絡矩陣； 步驟3、系統量測配置和量測函數 包括節點的有功和無功注入量測函數、有功和無功潮流注入量測函數、電流幅值量測函數； 步驟4、聚合系統狀態估計 在基于區域網絡建模、系統量測配置和量測函數基礎上，進行聚合系統狀態估計，包括:利用配電管理中心的遙測信息初始化邊界虛擬量測值Z’ ’B，利用向量量測單元的實時量測值設置參考電壓Vbs，利用步驟2中配電網網絡結構和線路阻抗和步驟3中的量測值進行配電網狀態估計； 利用配電網狀態估計結果和估計得到的虛擬量測值Z’BM，利用步驟2中輸電網網絡結構和線路阻抗和步驟3中的量測值進行輸電網狀態估計； 將輸電網狀態估計結果和估計得到的虛擬量測值Z’ BM傳到配電管理中心，并用此時的邊界虛擬量測值Z’ ’B代替初始值，其余的結果作為配電網狀態估計的偽量測值； 步驟5、終止條件判斷 若聚合系統滿足
2.根據權利要求1所述的廣域電力系統狀態估計協調方法，其特征在于，步驟2中，在形成網絡矩陣時，輸電網作為單相網絡，配電網作為三相網絡。
3.根據權利要求1所述的廣域電力系統狀態估計協調方法，其特征在于，步驟2中，網絡矩陣包括節點導納矩陣和支路-節點關聯矩陣。
4.根據權利要求1所述的廣域電力系統狀態估計協調方法，其特征在于，所述量測函數為η型等效電路量測函數。
5.根據權利要求1所述的廣域電力系統狀態估計協調方法，其特征在于，步驟4中，只有當配電網狀態估計或者輸電網狀態估計收斂時，才將輸電網狀態估計結果和估計得到的虛擬量測值Z’ M傳到配電管理中心。
全文摘要
本發明涉及電力系統控制領域，本發明公開了一種廣域電力系統狀態估計協調方法，解決輸電系統狀態估計和配電網狀態估計在邊界節點處的電壓和功率不匹配問題。本發明的廣域電力系統狀態估計協調方法，主要包括步驟1、電力系統區域解耦；步驟2、區域網絡建模；步驟3、系統量測配置和量測函數；步驟4、聚合系統狀態估計；步驟5、終止條件判斷若聚合系統滿足則聚合系統狀態估計終止并輸出結果，若不滿足，則返回步驟4直到滿足終止條件為止。本發明能解決了現有技術輸電和配電環節出現的電壓和功率不匹配問題，電網狀態估計精度高，能夠實現電力系統輸電和配電環節的實時監測和控制。
文檔編號H02J3/00GK103199528SQ20131013606
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者張葛祥, 趙俊博, 王德林 申請人:西南交通大學