交直流混合系统状态估计算法研究与分析

采用最小二乘法对交直流输电系统的状态估计问题做了详细的分析和评价。在四种典型的交直流系统状态估计算法的基础上，增加了一类处理交直流系统之间关系的状态估计方法。针对五种算法对交流、直流系统的处理方法，采用一含有双端直流输电系统的14节点算例和一含有两条直流输电线路的300节点系统算例，进行多样本采样计算，从算法的优化效果、估计误差、迭代次数、对量测系统的适应性和计算速度等方面进行了详细的对比分析，总结了五种算法在不同的交流、直流系统量测配置情况下的计算性能，详细分析了几种算法的优缺点和实用性。针对电力系统状态估计的研究现状和现场需求，提出了直流系统状态变量的选取原则，对每个换流站只需选择两个状态变量即可，一个是直流电压，另一个是换流器控制角或换流变压器分接头。归纳出直流系统量测配置的特殊问题，即直流系统量测方程中必须包括无功量测或者触发角（熄弧角）量测，否则交直流混合系统状态估计发散的可能性比较大。     

南方电网交直流混合实时状态估计的应用

基于数学上严格的主从分裂法,通过对现有成熟软件的较小修改,实现了交直流混合实时状态估计器,并在南方电网投入了现场试运行.分析了实现中提出的特殊问题,包括:软件总体流程、直流系统的参数辨识、直流系统可观测性分析和直流系统量测的处理,提出了相应的解决措施.分别针对南方电网的核心模型和全模型,报告了现场应用经验和效果,特别是报告了针对全模型的24 h持续运行的详细情况,验证了状态估计的精度、效率、收敛性和24 h持续运行的可靠性.     

多端交直流系统状态估计

综合分析了近些年来关于多端交直流系统（ＡＣ／ＭＴＤＣ）状态估计的算法,并提出了一种ＡＣ／ＭＴＤＣ状态估计分析的算法－改进交替求解法,此方法由于在对交流系统和直流系统进行解耦时未忽略耦合量,所以可以保证算法的收敛性。同时,由于对交直流系统实现了解耦,此算法可以采用简便的交直流系统交替迭代形式,并能很方便地与现有的交流状态估计算法相结合,且实现简单,算例验证了所提出的方法是正确的,有效的。     

交直流混合系统状态估计算法研究与分析

采用最小二乘法对交直流输电系统的状态估计问题做了详细的分析和评价.在四种典型的交直流系统状态估计算法的基础上,增加了一类处理交直流系统之间关系的状态估计方法.针对五种算法对交流、直流系统的处理方法,采用一含有双端直流输电系统的14节点算例和一含有两条直流输电线路的300节点系统算例,进行多样本采样计算,从算法的优化效果,估计误差、迭代次数、对量测系统的适应性和计算速度等方面进行了详细的对比分析,总结了五种算法在不同的交流、直流系统量测配置情况下的计算性能,详细分析了几种算法的优缺点和实用性.针对电力系统状态估计的研究现状和现场需求,提出了直流系统状态变量的选取原则,对每个换流站只需选择两个状态变量即可,一个是直流电压,另一个是换流器控制角或换流变压器分接头.归纳出直流系统量测配置的特殊问题,即直流系统量测方程中必须包括无功量测或者触发角(熄弧角)量测,否则交直流混合系统状态估计发散的可能性比较大.     

交直流系统状态估计研究

本文综合分析了近年来关于交直流系统状态估计的算法,并提出一种新的交直流联合系统快速分解状态估计算法,该算法实现了交流有功、无功和直流方程的解耦,并通过对直流方程用保留所有高阶项的泰勒级数展开,在迭代过程中使直流雅克比矩阵恒定,因此计算量小,收敛性好。算例验证了提出的方法是有效的。     

交直流系统状态估计研究

本文综合分析了近年来关于交直流系统状态估计的算法,并提出一种新的交直流联合系统快速分解状态估计算法,该算法实现了交流有功、无功和直流方程的解耦,并通过对直流方程用保留所有高阶项的泰勒级数展开,在迭代过程中使直流雅克比矩阵恒定,因此计算量小,收敛性好.算例验证了提出的方法是有效的.     

含电压源换流器的交直流混联电网状态估计快速解耦法

多端柔性直流输电技术的发展迫切需要改进和完善现有的状态估计算法以支撑调度系统应用。根据含多端柔性直流的交直流混联系统状态估计模型的结构特点,提出了一种含电压源换流器的交直流电网快速解耦状态估计算法。在传统交流状态估计模型上扩展了柔性直流电网模型,并根据交直流系统的稳态物理特性按有功、无功类对交直流量测和状态量进行分类,在保留系统耦合关系的基础上忽略雅可比矩阵中的某些次要因素,通过正常工况下的矩阵元素常数化,从而实现交直流系统的快速解耦估计计算。通过含3端柔性直流系统的IEEE 14和IEEE 118节点交直流系统算例仿真,验证了算法的有效性和实用性。     

含VSC-HVDC的交直流混合系统的状态估计解耦迭代算法

针对以电压源换流器（Voltage Source Converter, VSC）为基础的新一代高压直流输电,推导了直流系统的数学模型,以状态估计为着眼点,建立了交直流混合系统的状态估计模型,并在此基础上提出了一种解耦迭代算法。该算法根据雅克比矩阵的特点,运用数学方法对交流子系统和直流子系统进行严格解耦,从而将交直流混合系统分为交流子系统和直流子系统2部分,实现了交、直流子系统的分开迭代求解。计算过程中未做任何假设,因此完整计及了交、直流子系统间的耦合性,算法精度高,同时该算法在编制程序时可以充分利用纯交流系统的状态估计程序,因此具有良好的继承性。IEEE 14、IEEE 30、IEEE 57节点测试系统的仿真结果表明了所提算法的有效性。     

含LCC-HVDC的交直流混联电网统一谐波状态估计方法

基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电系统的大量应用使交直流混联电网谐波与谐振问题日益突出。谐波状态估计是电网谐波治理的前提,但是现有研究主要着眼于交流电网,即使考虑直流系统,也仅将其视为谐波电流源,不能实现计及交直流系统间谐波相互作用的统一谐波状态估计。为此,基于广域宽频同步监测系统,首先将含LCC-HVDC的交直流混联电网视为一有机整体,建立其统一谐波状态估计模型,有效地反映交直流系统间的谐波相互耦合关系;其次,提出计及经济性、冗余度和鲁棒性的宽频同步相量测量单元综合优化配置模型及其分阶段求解方法,提高了优化配置的科学性和计算效率;再次,采用抗差最小二乘法,求解含LCC-HVDC的交直流混联电网的统一谐波状态估计值;最后,基于PSCAD/EMTDC建立了交直流混联电网仿真模型,仿真结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

保留非线性的交直流联合系统状态估计算法

针对当前交直流联合系统各种状态估计方法所遇到的问题,提出了一种新的有功、无功和直流方程解耦的快速分解状态估计算法.在估计过程中交直流方程交替求解,并对直流方程采用保留泰勒级数展开式中所有高阶项的方法.其特点是:一方面可以使直流方程雅可比矩阵在迭代过程中恒定,降低计算量;另一方面使算法保持了良好的收敛性能.文中在IEEE 14节点系统中构造了多端交直流联合系统,并进行了仿真.仿真结果验证了该算法的有效性和可行性.     

基于深度神经网络伪量测建模的交直流混合配电网交替迭代法状态估计

当前配电网状态估计面临的一个突出问题是实时量测数量不足,难以实现全网可观性。为了给配电管理系统提供准确的基础数据,提出一种基于深度神经网络伪量测建模的交直流混合配电网交替迭代状态估计方法。首先,建立电压源换流器的稳态模型和混合配电网的实时量测模型;然后,利用历史量测数据对深度神经网络进行离线训练,建立负荷节点注入功率的伪量测模型;最后,对交流区域和直流区域进行交替迭代状态估计,在交替过程中区域间交换VSC支路状态量的估计值,保证了边界状态量的一致性。算例测试结果表明,所提方法能在实时量测覆盖率低的情况下,准确估计混合配电网的状态值。     

基于深度神经网络伪量测建模的交直流混合配电网交替迭代法状态估计

当前配电网状态估计面临的一个突出问题是实时量测数量不足,难以实现全网可观性。为了给配电管理系统提供准确的基础数据,提出一种基于深度神经网络伪量测建模的交直流混合配电网交替迭代状态估计方法。首先,建立电压源换流器的稳态模型和混合配电网的实时量测模型;然后,利用历史量测数据对深度神经网络进行离线训练,建立负荷节点注入功率的伪量测模型;最后,对交流区域和直流区域进行交替迭代状态估计,在交替过程中区域间交换VSC支路状态量的估计值,保证了边界状态量的一致性。算例测试结果表明,所提方法能在实时量测覆盖率低的情况下,准确估计混合配电网的状态值。     

三相不平衡下交直流配电网状态估计

基于电压源型换流器(VSC)的柔性直流技术被越来越多地运用到配电网中,需要对含VSC的三相不平衡交直流配电网进行准确的状态估计,而配置相量测量单元(PMU)的测量数据是实现配电网准确状态估计的有效手段。首先,提出了考虑配电网三相不平衡特性的交直流配电网状态估计模型,采用加权最小绝对值法进行状态估计;其次,进行PMU测量数据的线性描述,给出了PMU及数据采集与监控(SCADA)系统的混合测量方程,并将多种交直流设备在测量方程中统一描述;最后,在三相不平衡的IEEE 33节点交直流配电网算例上,验证了所提方法的有效性和实用性。     

多子微电网型交直流混合配电系统灵活功率控制与电压抑制策略

为了解决多子微电网型交直流混合配电系统功率分配以及交流子微电网母线电压偏差大的问题,提出一种灵活功率控制与电压抑制策略.首先分别推导了单个交流子微电网频率、直流子微电网电压与公共直流母线电压的关系,然后分析多个交直流子微电网之间的频率与电压关系,并利用此关系对交直流子微电网中储能单元的下垂控制进行改进,实现整个系统的功率互助及分配.另外,对双向AC/DC变换器电流内环控制进行改进,利用扩张状态观测器对扰动电流进行跟踪,并将跟踪得到的扰动电流引入双向AC/DC变换器电流内环中进行补偿消除,以抑制交流子微电网的电压波动.最后,在MATLAB/Simulink仿真平台中建立多子微电网型交直流混合配电系统模型,仿真结果表明所提控制方法可以实现交直流混合配电系统中子微电网间的功率互助,较好地维持交流子微电网母线电压和频率、直流子微电网电压与公共直流母线电压的稳定.     

一种利用VSC-HVDC提高发电机阻尼的新控制策略

在交直流混合输电系统中,可以利用直流系统的功率调制来提高交流系统的运行稳定性。文章在建立含有VSC-HVDC的交直流混合输电系统模型的基础上,提出了一种新的VSC-HVDC混合功率调制方法来提高发电机阻尼,该方法利用Bang-bang控制原理设计混合调制信号,并将其加入到常规的PI调节器中。仿真结果表明,加入混合调制信号可以增强系统的阻尼并有效地抑制振荡,能够改善系统在各种扰动下的动态性能。     

交直流混合微电网接口变换器虚拟同步发电机控制方法

随着分布式发电技术的推广,交直流混合微网以其灵活性正得到越来越广泛的研究和应用,而接口变流器是其核心部件。提出了一种接口变换器虚拟同步发电机控制策略。该策略不仅能使交直流子网有功功率分配更加均匀,还能使系统在大容量负荷投切过程中响应更加平滑,降低交直流子网快速功率波动的耦合影响。Matlab/Simulink仿真算例的验证结果表明,提出的接口变换器虚拟同步发电机控制方法能够降低交直流子网功率传导影响,有利于提高交直流微电网的运行稳定性。