电力系统线性状态追踪方法

传统状态追踪方法一般基于扩展卡尔曼滤波方法求解,其缺点是:由于电力系统量测方程的非线性,使得这些方法在求解的过程中必须对量测方程进行近似线性化,从而影响了估计精度,尤其是相邻断面的状态变量发生突变时,估计精度明显降低;传统方法在迭代的每一步中均需重新形成雅可比矩阵,因而计算效率较低。以上缺点影响了传统状态追踪方法的应用。提出一种基于精确线性化量测方程的线性状态追踪方法,所提方法的优点为:在估计中无量测方程的近似线性化误差,因而估计精度较高;在迭代中雅可比矩阵均为常数矩阵,从而提高了计算效率。通过在IEEE系统上的仿真算例验证了所提方法的有效性和高效性。     

考虑风力发电波动引起频率偏差的电力系统状态估计

随着大规模风电接入电网,风电出力的波动性不仅会改变电网原有的潮流分布,还会对电网频率产生显著影响,传统的状态估计模型已不再适用。基于此,介绍了同步发电机准稳态模型、负荷准稳态模型和异步风机简化RX模型,将频率偏差作为新的状态量引入到状态估计过程中。同时,还考虑了发电机和负荷自身频率特性对电压的影响,对相应节点构造了新的零注入功率量测,最终建立了计及频率变化的含风力发电的电力系统状态估计模型。算例仿真结果表明,该模型可有效计及系统的频率偏差,计算量较小且提高了状态估计结果的精度。     

感应电机直接转矩控制系统的滑模观测器设计

提出了一种感应电机直接控制系统的滑模观测器。采用定子电流估计误差构成滑模函数,通过选取足够大的切换控制增益,使定子电流的估计值收敛到其实际值,进而获得定子磁链和转速估计值。基于Lyapunov稳定性理论证明了观测值渐近收敛。将该滑模观测器用于感应电机的无速度传感器直接转矩控制系统,仿真结果表明驱动系统具有优良的控制性能。     

基于变量代换内点法的加权最小绝对值抗差状态估计

传统内点法加权最小绝对值(WLAV)抗差状态估计能够抑制坏数据影响,提高状态估计精度,但该方法模型复杂,计算效率低,限制了其工程应用价值。文中提出一种基于变量代换内点法的电力系统WLAV估计方法,该方法通过添加中间变量,将非线性量测方程分解为两步线性方程和两步非线性变换,并建立两步线性方程的WLAV估计数学模型。与传统内点法WLAV抗差状态估计相比,该方法无须形成海森矩阵,可有效提高迭代方程中系数矩阵的稀疏度,并减小矩阵的阶数,有效提高WLAV状态估计的计算速度。基于美国电气与电子工程师学会(IEEE)标准系统、波兰电网和国内某省网的仿真结果验证了所述方法的有效性,具有良好的工程应用前景。     

一种双线性抗差状态估计方法

传统状态估计方法一般需要求解某个非线性非凸优化问题,并用基于梯度的方法予以求解,因而存在难以保证获得全局最优解、可能收敛困难等问题。文中基于国外学者提出的精确线性化量测方程构建了一种双线性抗差状态估计方法。该方法仅需求解一个线性加权最小绝对值估计问题(等价为线性规划问题)、一个非线性变换以及一个线性加权最小二乘估计问题(二次规划问题),从数学上可保证获得全局最优解,并不存在收敛性问题。最后,通过仿真算例验证了所提方法的有效性。     

计及相量测量单元信息不可观性的强迫功率振荡扰动源定位

强迫功率振荡的扰动源定位是低频振荡诊断与分析中的重要问题。目前,利用相量测量单元(PMU)的数据进行扰动源位置识别已引起了一定的关注,但相关研究成果大多未考虑PMU尚无法完整配置的现状,因而难以在实际电力系统中推广应用。为此,提出了一种计及PMU信息不可观性的强迫功率扰动源定位方法,并从扰动源定位的角度出发,提出了PMU分区配置的基本要求。仿真结果表明,该方法可在PMU信息不可观的情况下准确识别扰动源位置。     

适应两级分布式智能调度控制的变电站高级应用软件

智能电网的发展对传统集中式的调度模式提出了挑战。文中重新审视了分布自治与集中协调这对基本矛盾,提出建立智能变电站高级应用软件体系,具体包括建模、状态估计、智能告警、电压稳定评估与控制、自动电压控制、风险评估建模等高级应用,变集中式调度模式为更加可靠、敏捷的变电站—调度中心两级分布式智能调度控制模式。简要介绍了各高级应用的特点、功能和实现,展示实际工程应用示例,并对相关实用化问题进行探讨。最后对智能变电站高级应用软件的发展提出展望。     

状态估计多指标综合评价方法

对电力系统状态估计结果的评价是反映电网基础模型数据质量的重要手段。结合目前状态估计评价指标存在的问题,以影响状态估计准确性的因素为基础,提出了状态估计多指标综合评价方法。该方法多角度考虑了影响状态估计的因素,所提出的评价指标需要遵循辨识性和冗余性原则。文中以选择的四个典型性指标为例,应用层次分析法确定了各指标的权重,并通过实际电网系统的案例,验证了多指标综合评价方法在状态估计结果精度评价上的有效性,能够反映出电网模型数据存在的问题。     

可再生能源系统并网过程的新型谐波估计方法

针对电网的谐波干扰,提出了一种在锁相环(PLL)中有效估计和消除电网谐波的方法。这种谐波估计算法的设计主要用于电网连接的新能源系统(RES),采用负反馈,在使用虚拟阻抗和下垂控制的基础上来估计每一个高次谐波成分。这种方法先消除没有估算之前的电网电压谐波,然后将滤波后的信号通过分频控制来得到电网电压分量的相位差,然后通过d,q坐标系即可运用很少的运算精确估计出电网电压的谐波,仿真和实验结果表明该算法实现非常快,且能对公用电网的相位、谐波进行精确估计。     

基于模糊隶属度的电力系统抗差估计

提出了一种电力系统模糊自适应抗差估计(fuzzy adaptive robust estimation,FARE)方法。计及了量测权重的不确定性,以连续的模糊隶属度评价测点的优劣,很好地解决了测点非优即劣的问题,以最小化测点劣质性的加权模糊隶属度之和为优化目标,采用原对偶内点法(Primal-Dual Interior Point Method,PDIPM)求解,并且实现了对量测粗差的自适应。多个IEEE标准算例以及波兰系统的仿真测试结果表明,该方法具有良好的抗差性能。