外网扩展电压源支路Ward等值模型及其在状态估计中的应用

随着互联电网建设的加强,各区域网络之间的联系日益紧密,在内网状态估计时考虑外部电网的影响已成为一种趋势。现有的基于外网扩展Ward等值的状态估计方法,不仅需要外网提供等值阻抗参数,还需要等值状态信息,同时要求等值状态和内网状态在采样时间上保持一致。在实际系统中,互联电网一体化的计算周期和内网独立状态估计的计算周期难以保持一致,从而易因采样时间的不同步而使外网等值状态和内网不匹配,给内网状态估计带来较大误差。鉴于此,在已有的外网扩展电压源支路Ward等值模型的基础上,提出了等值阻抗参数和状态参数的计算方法。该模型与扩展Ward等值相比,相同之处是等值阻抗支路的结构及其参数,不同之处是等值注入功率。后者在边界节点,前者在等值电源节点。相应所提模型的等值状态信息只有等值电源节点的电压和功率,该状态量可以基于节点功率平衡方程仅通过边界节点的内网电压和支路功率来确定。因此,所提模型的状态量与内网的状态量完全匹配,不存在扩展Ward等值的状态不匹配问题,从而可以大幅度提高含外网等值独立内网状态估计的精度。同时,所提模型继承了扩展Ward等值的阻抗支路结构与参数,因而在全网信息已知时具有与扩展Ward等值相当的等值精度。IEEE39节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于支路开断直流模拟法的黑箱外网参数估计研究

针对黑箱外网参数估计难以求解以及不稳定问题,提出了基于支路开断直流模拟法的黑箱外网参数估计新方法。该方法基于输网电阻远小于电抗的原理简化扩展电压源支路模型,利用支路开断直流模拟法构建边界节点间等值电纳与采样状态的线性关系,使得边界节点间等值电纳参数求解简单而且稳定;进一步利用支路开断前后的状态数据建立扩展支路参数的最小二乘模型,最终通过支路开断前后两个数据断面实现外网等值参数的高精度求解,IEEE39节点系统的仿真结果论证了本文方法的准确性。     

基于内网实测信息的多端口外网静态等值方法

在外网信息完全未知的情况下,提出基于内网实测信息的多端口外网静态等值方法,以估计多端口外网等值网络及其参数.该方法所需的内网实测信息不要求内网支路开断,利用外网等值参数与内网实测信息之间的约束关系,采用两阶段估计方案,建立多端口外网等值参数的量测方程及其两阶段的最小二乘模型,再利用最小二乘法求解得到多端口外网等值网络参数.IEEE 39节点系统和广东电网的仿真结果验证了所提方法的正确性.     

考虑量测误差计及等值参数物理约束的外网静态等值方法

受最小二乘估计模型的多解影响以及量测误差的随机影响,依赖于内网实测信息的两端口外网静态等值参数估计方法,其外网等值参数值存在不稳定和不满足物理特征的现象。为此,在其等值电路模型及其等值参数的2阶段估计方案基础上,增加边界节点电压及内网等值负荷电流的量测状态变量及其量测方程,同时增加了外网等值参数的物理约束,以改进最小二乘外网等值参数估计模型。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于递推最小二乘法的多端口外网静态等值参数辨识方法

为了能够在外部网络信息不足的情况下在线等值系统网络,提出了利用递推最小二乘法实时辨识多端口外网静态等值参数的方法。该方法利用阻断外网后内网的一步式状态估计,在不要求内网支路开断情况下获取优化后的实测边界信息。基于该边界信息,选取多端口扩展电压源网络模型和 型等值支路分别对外部网络建模,并采用含有数据纠错功能的两步式递推最小二乘法辨识外网等值参数。IEEE30节点系统和湖南528节点系统的仿真结果验证了该方法的准确性,以及该方法可应用于在线外部网络的静态等值。     

基于支路等值注入功率模型的外部网络等值修正方法

在基于外部网络等值的最优潮流计算中,不断对外部网络等值导纳矩阵进行重新计算导致计算效率下降.针对Ward等值和REI等值,通过采用支路等值注入功率模型消去变动支路对节点导纳矩阵的影响,获得与变动支路无关的外部等值导纳矩阵,只需修正变动支路的等值注入功率, 并把支路注入功率归并到边界点,即可对外部网络等值进行修正.以 IEEE 39节点系统作为试验系统,通过对外部网络等值修正效果进行评估,验证了所提方法的正确性和有效性.     

基于支路开断模拟的双端口黑箱外网静态等值方法

在电力市场坏境下,黑箱外网静态等值是有效解决互联子网独立潮流安全分析结果准确性的关键技术,现有研究存在参数估计值不稳定的严重问题。为此,提出一种基于支路开断潮流灵敏度的双端口黑箱外网静态等值方法。首先,针对常规的双端口互联电网,将外网等值为简化Ward模型。然后,利用支路开断潮流的灵敏度构造等值转移导纳与边界关联节点电压增量之间的线性关系。最后,在上述线性关系基础上采用最小二乘估计方法实现转移导纳的高效求解。一方面,利用上述线性关系,参数的估计只需要边界关联节点及其支路的几个电压量测和导纳参数,所需数据量和计算量较少,且不存在非线性方程迭代求解的初值设置问题和计算收敛问题。另一方面,除线性化误差外,上述线性关系严格成立,因而在估计精度方面也具有明显的优势。最后利用IEEE39节点系统和广东电网的仿真结果验证该论文所提方法的有效性。     

基于支路等值注入功率模型的外部网络等值修正方法

在基于外部网络等值的最优潮流计算中,不断对外部网络等值导纳矩阵进行重新计算导致计算效率下降。针对Ward等值和REI等值,通过采用支路等值注入功率模型消去变动支路对节点导纳矩阵的影响,获得与变动支路无关的外部等值导纳矩阵,只需修正变动支路的等值注入功率, 并把支路注入功率归并到边界点,即可对外部网络等值进行修正。以 IEEE 39节点系统作为试验系统,通过对外部网络等值修正效果进行评估,验证了所提方法的正确性和有效性。     

利用支路参数的状态估计法辨识拓扑错误

采用利用支路参数的状态估计法辨识网络拓扑错误。引入支路参数表示支路运行状态,并将其作为参数变量扩展进传统最小二乘状态估计模型中的状态变量中,通过构造新的目标函数求解参数估计值,根据参数估计值大小判断支路运行状况。所述方法在试验系统上进行了试算。     

基于量测数据的外部电网在线等值实用方法

如何进行准确的外部电网等值是一个经久不衰的研究课题。文中提出了基于量测数据的外部电网在线等值实用方法。该方法首先构建了外部电网等值网络,该网络包括边界节点间的耦合支路,每一边界节点通过支路与外部电网等值电源相连。进而,构建了基于数据采集与监控(SCADA)在线量测数据的等值网络参数优化求解模型,该模型以边界节点的量测值与计算值的失配量的和最小为目标,以所有等值支路的参数在合理范围内为约束。为保证等值参数估计的稳定性和收敛性,提出2个策略:一是基于最大及最小运行方式下的Ward等值网络相应等值支路的阻抗值作为在线等值网络参数范围;二是基于历史数据获取补充量测,避免要求内部电网进行非计划开合操作以及由此带来的一系列问题。算例证明了所提模型及算法的有效性和正确性。     

电力系统外网动态等值方法研究

面向大型互联电网暂态稳定计算,提高外网动态等值的准确性,建立了一种基于轨迹灵敏度方法在常规EPRIE’等值边界注入修正功率的混合等值模型.分析过程中根据已知同调发电机群划分的外网进行EPRI E＇等值,以等值模型边界节点电压与原型系统实测值误差最小为控制目标,采用电压轨迹灵敏度方法求取边界功率补偿量,得到在EPRI E＇等值边界实时注入修正功率,实现等值与实测间的误差最小化.PSCAD/EMTDC仿真下,基于新英格兰测试系统建立了混合外网等值模型,并在内网节点设置三相短路故障,仿真结果表明,使用改进的EPRI E’混合等值模型,内网发电机功角与电压波动响应曲线精确度都有明显提高.     

外网等值自动生成系统中地调侧外网估计误差的阻断

在外网等值自动生成系统中，外网量测不准确会污染内网的估计结果，为阻断外网的估计误差，提出在缓冲网中设置唯支路量测，在地调侧能量管理系统(EMS)中自动设置边界关键量测，以此阻断外网状态估计的估计误差对内网状态估计的影响。采用一步式状态估计方法对此问题进行了理论分析，并对由于网络传输中断而造成的内、外网量测采样时间不一致时，采用一步式状态估计方法的阻断效果作了数值仿真验证，证明效果明显。该方法已经成功应用于深圳地调EMS。     

基于PSASP短路计算的区域电网等值方法

使用PSCAD/EMTDC软件对大型区域电网的局部线路和附近区域进行电磁暂态分析,需要将区域电网分为内部网络和外部网络2部分,对外部网络进行等值简化。传统的网络等值方法需要建立被等值系统的节点导纳矩阵,通过高斯消元法化简网络,计算工作量巨大。为此提出了基于PSASP短路计算的区域电网等值方法。通过全部边界节点的同时短路获得注入电流源参数。然后采用边界节点逐一短路,获得与边界节点数目相同的节点电压方程组,联立求解出节点导纳矩阵。新方法直接求解边界节点对应参数,计算量小。含特高压线路的大型区域电网仿真分析表明,PSASP原网络和PSCAD/EMTDC等值网络的短路电流基本一致,验证了等值方法正确性。最后分析比较了新方法与传统的静态等值方法,探讨了新方法的适用范围。     

基于等值信息交换的分布式抗差估计算法

提出了一种基于等值信息交换的分布式抗差状态估计算法。各子系统通过等值计算将自身量测信息浓缩成等值信息,协调层收集各子系统的等值信息计算出边界状态量进而实现分布式状态估计。此外,在分布式算法基础上实现了分布式抗差估计。采用等价权原理将指数型目标函数抗差估计方法转换成变权重的加权最小二乘估计,并基于不动点迭代的方法进行求解。在求解过程中,等值信息随着权重值的变化而不断更新,子系统得以综合全系统信息进行抗差估计。最后,构造了多子系统算例和含不良数据的算例对算法进行测试。测试结果表明分布式抗差估计算法具有很高的计算精度和很好的抗差性能。     

电力网络频率等值新方法

提出了一种基于高斯消去法的电力网络新的宽频等值方法。该方法基于高斯消去法获得外部系统网络在频域上导纳传递函数,即外部网络的传递函数,将传递函数进行分式展开并基于简单的RLC支路与分式的对应关系获得等值网络;针对等值网络规模过大而使等值网络过于复杂、计算量过大的问题,进一步提出了等值网络化简方法及大网络分步求解的方法,而实现大系统的等值计算。因外部网络的传递函数包含了外部系统网络在较宽频域内的全部电气信息,故所提出的宽频等值方法获得的外部系统网络的等值电路,可以反映外部系统网络的在较宽频域的电气特性,等值精度较高。算例证明了方法的有效性。     

基于潮流估计和分块负荷削减的配电网可靠性评估算法

基于中压配电网闭环设计、开环运行的特点,以及元件电压降落、功率损耗及树状网络潮流分布的特点,推导出了节点电压、支路传输功率与支路阻抗的关系。在节点负荷矩基础上推导出了计算和修正节点负荷矩的等值阻抗和等值功率计算公式;提出了配电网故障解析中负荷转移后的电压估计模型、送端馈线潮流估计模型和受端馈线潮流估计模型,提高了可靠性评估中元件故障状态下潮流计算的效率。以分块链表简化配电网的结构并给出分块负荷削减的模型,实现了计及潮流约束的配电网可靠性评估。IEEE 33节点系统和工程算例仿真表明,文中提出的负荷削减模型与潮流估算模型相结合可快速、准确地实现中压配电网的可靠性计算,具有较高的工程实用价值。     

公共信息模型在佛山地区电网外网等值的应用

广东省电力调度中心的地区电网外网等值自动生成系统为各地区电网进行了实时外网等值,各地区电网调度只要建立组件接口规范(CIS)服务器,采用CIS数据接口与广东省电力调度中心进行数据通信,就可以实时获取符合公共信息模型(CIM)标准的本地区电网的外网等值模型和参数.佛山地区电网能量管理系统(EMS)通过这种方法获得了本地区电网的外网模型数据和实时数据,并通过把此模型与地区电网模型合并,生成了完整的佛山地区电网计算模型.     

考虑总体误差下降指标的电网参数辨识方法

电网参数错误是影响状态估计结果准确性的重要因素。文中以加权最小二乘状态估计为基础,分析了不良数据及错误参数集合对总体误差的影响,提出了基于总体误差下降指标的逐次型参数错误与不良数据辨识方法。该方法在辨识单个不良数据或参数错误时与正则化拉格朗日乘子法等价,并具备同时辨识多个不良数据及参数错误的能力。通过IEEE 14节点测试系统的仿真结果验证了所述方法的准确性与优越性。