基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法，包括：根據(jù)輸電線路的集中參數(shù)與分布參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)通過(guò)短路、開(kāi)路試驗(yàn)獲得的線路參數(shù)進(jìn)行修正；獲取電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并采用廣度優(yōu)先搜索技術(shù)生成節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)；根據(jù)支路末端各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓估計(jì)值與量測(cè)值的差值的絕對(duì)值，確定生成樹(shù)的支路權(quán)重；由生成樹(shù)最外層的葉子節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，根據(jù)修正后的線路參數(shù)和支路權(quán)重逐層向內(nèi)計(jì)算各個(gè)父節(jié)點(diǎn)的電壓，獲得電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓的估計(jì)值。本發(fā)明的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了線路參數(shù)的修正，減少參數(shù)誤差對(duì)電壓估計(jì)的影響，充分利用廠站端高準(zhǔn)確度的量測(cè)值，提高了電壓估計(jì)的準(zhǔn)確度，并且通過(guò)支路權(quán)重設(shè)置反映量測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，顯著提高了節(jié)點(diǎn)電壓估計(jì)的精確度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]狀態(tài)估計(jì)是電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EMS)的核心功能之一，其參數(shù)估計(jì)準(zhǔn)確度直接影響電網(wǎng)高級(jí)分析與應(yīng)用軟件的實(shí)用化水平，也是制約電力可靠控制與優(yōu)化調(diào)度的基礎(chǔ)因素。電壓估計(jì)是狀態(tài)估計(jì)的重要組成部分，其基本原理是利用電網(wǎng)的各種冗余量測(cè)信息和約束條件對(duì)電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行估計(jì)，工程上多采用最小二乘狀態(tài)估計(jì)法，最小二乘狀態(tài)估計(jì)法的目標(biāo)函數(shù)為:
[0003]minj ⑴=[Z-H ⑴]tIT1 [Z-H ⑴]
[0004]其中，X是待估計(jì)的狀態(tài)變量，Z為遙測(cè)矢量，H(X)為遙測(cè)的非線性量測(cè)函數(shù)，上標(biāo)T表示矩陣的轉(zhuǎn)置，R為量測(cè)誤差協(xié)方差陣。
[0005]最小二乘狀態(tài)估計(jì)法追求的是估計(jì)值與測(cè)量值的綜合殘差最小，將其應(yīng)用于電壓估計(jì)時(shí)存在以下明顯缺陷:
[0006]a、量測(cè)數(shù)據(jù)的估計(jì)是整體進(jìn)行的，質(zhì)量不佳的量測(cè)數(shù)據(jù)造成的較大殘差會(huì)分布疊加到全部量測(cè)數(shù)據(jù)，給一部分原本質(zhì)量較好的電壓數(shù)據(jù)帶來(lái)較大誤差。
[0007]b、電壓估計(jì)時(shí)假定元件參數(shù)正確，而事實(shí)上元件參數(shù)并不總是準(zhǔn)確的，尤其是線路參數(shù)偏差較大。
[0008]C、電壓估計(jì)時(shí)沒(méi)有充分利用節(jié)點(diǎn)周?chē)植枯^為準(zhǔn)確的量測(cè)信息，估計(jì)結(jié)果易受壞數(shù)據(jù)的影響。
[0009]綜上所述，現(xiàn)有的電壓估計(jì)方法，難以對(duì)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓進(jìn)行準(zhǔn)確的估計(jì)，電壓估計(jì)結(jié)果精確度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]基于此，有必要針對(duì)上述電壓估計(jì)結(jié)果精確度較低的問(wèn)題，提供一種基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法。
[0011]一種基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法，包括如下步驟:
[0012]根據(jù)輸電線路的集中參數(shù)與分布參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)通過(guò)短路、開(kāi)路試驗(yàn)獲得的線路參數(shù)進(jìn)行修正；
[0013]獲取電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并采用廣度優(yōu)先搜索技術(shù)生成節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)；
[0014]根據(jù)支路末端各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓估計(jì)值與量測(cè)值的差值的絕對(duì)值，確定生成樹(shù)的支路權(quán)重；
[0015]由生成樹(shù)最外層的葉子節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，根據(jù)修正后的線路參數(shù)和所述支路權(quán)重逐層向內(nèi)計(jì)算各個(gè)父節(jié)點(diǎn)的電壓，獲得電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓的估計(jì)值。[0016]上述基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了線路參數(shù)的修正，減少參數(shù)誤差對(duì)電壓估計(jì)的影響，充分利用廠站端高準(zhǔn)確度的量測(cè)值，提高了電壓估計(jì)的準(zhǔn)確度，并且通過(guò)支路權(quán)重設(shè)置反映量測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，顯著提高了節(jié)點(diǎn)電壓估計(jì)的精確度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法的流程圖；
[0018]圖2為一個(gè)實(shí)際電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)I的生成樹(shù)的示意圖；
[0019]圖3為線路12對(duì)應(yīng)電力支路潮流分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)描述。
[0021]參考圖1所示，圖1為本發(fā)明基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法的流程圖，包括如下步驟:
[0022]步驟SI，根據(jù)輸電線路的集中參數(shù)與分布參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)通過(guò)短路、開(kāi)路試驗(yàn)獲得的線路參數(shù)進(jìn)行修正。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，步驟SI對(duì)線路參數(shù)進(jìn)行修正的步驟，具體包括如下:
[0024]步驟S101，分別計(jì)算各條輸電線路的波阻抗ζ。和傳播常數(shù)Y，計(jì)算公式如下:
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟: 根據(jù)輸電線路的集中參數(shù)與分布參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)通過(guò)短路、開(kāi)路試驗(yàn)獲得的線路參數(shù)進(jìn)行修正； 獲取電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并采用廣度優(yōu)先搜索技術(shù)生成節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)； 根據(jù)支路末端各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓估計(jì)值與量測(cè)值的差值的絕對(duì)值，確定生成樹(shù)的支路權(quán)重； 由生成樹(shù)最外層的葉子節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，根據(jù)修正后的線路參數(shù)和所述支路權(quán)重逐層向內(nèi)計(jì)算各個(gè)父節(jié)點(diǎn)的電壓，獲得電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓的估計(jì)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法，其特征在于，所述根據(jù)輸電線路的集中參數(shù)與分布參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)通過(guò)短路、開(kāi)路試驗(yàn)獲得的線路參數(shù)進(jìn)行修正的步驟包括: 步驟S101，分別計(jì)算各條輸電線路的波阻抗z。和傳播常數(shù)Y，計(jì)算公式如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法，其特征在于，所述獲取電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并采用廣度優(yōu)先搜索技術(shù)生成節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的步驟包括: 步驟S201，實(shí)時(shí)檢測(cè)開(kāi)關(guān)變位事件，并根據(jù)事件觸發(fā)方式獲取最新的電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 步驟S202，基于所述電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以節(jié)點(diǎn)Ni為根節(jié)點(diǎn)，確定與其有直接連接關(guān)系的節(jié)點(diǎn)集合Nodesl ； 步驟S203，依次判斷Nodes I中節(jié)點(diǎn)是否為葉子節(jié)點(diǎn)，其中，發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)為葉子節(jié)點(diǎn)，若是，則該條支路停止搜索，否則進(jìn)入步驟S204 ； 步驟S204，對(duì)節(jié)點(diǎn)集合Nodesl中所有非葉子節(jié)點(diǎn)，采用廣度優(yōu)先搜索技術(shù)逐個(gè)重復(fù)執(zhí)行步驟S202~步驟S203的操作，直至各層均不存在未搜索過(guò)的非葉子節(jié)點(diǎn)，獲得與節(jié)點(diǎn)Ni有間接連接關(guān)系的若干節(jié)點(diǎn)集合Nodes21，Nodes22,……，Nodes2n ； 步驟S205，根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)集合Nodes21，Nodes22，……，Nodes2n獲取與Ni有直接或間接連接關(guān)系的所有節(jié)點(diǎn)與支路，根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)與支路獲取節(jié)點(diǎn)Ni的生成樹(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法，其特征在于，所述根據(jù)支路末端各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓估計(jì)值與量測(cè)值的差值的絕對(duì)值，確定生成樹(shù)的支路權(quán)重的步驟包括: 步驟S301，分別計(jì)算k個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓估計(jì)值與量測(cè)值的差值的絕對(duì)值，并按從大到小的順序進(jìn)行排序；其中，k為與節(jié)點(diǎn)j具有直接連接關(guān)系的子節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，這些節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)j構(gòu)成支路； 步驟S302，根據(jù)如下公式依次計(jì)算Xi，獲得包含節(jié)點(diǎn)j的各條支路的權(quán)重集合λΗλρ λ2，λ3，…，λ,}，其中，集合λ的每個(gè)元素均一一對(duì)應(yīng)其中某條支路的權(quán)重；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法，其特征在于，所述根據(jù)支路末端各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓估計(jì)值與量測(cè)值的差值的絕對(duì)值，確定生成樹(shù)的支路權(quán)重的步驟還包括: 如果節(jié)點(diǎn)j與其子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的支路數(shù)大于1，并且當(dāng)滿足Ei ^ 10%,則對(duì)應(yīng)的Ei不參與E的計(jì)算。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法，其特征在于，所述根據(jù)修正后的線路參數(shù)和所述支路權(quán)重逐層向內(nèi)計(jì)算各個(gè)父節(jié)點(diǎn)的電壓，獲得電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓的估計(jì)值的步驟包括: 步驟S401，通過(guò)生成樹(shù)的節(jié)點(diǎn)i的修正后的線路參數(shù)計(jì)算節(jié)點(diǎn)j的電壓值；其中，節(jié)點(diǎn)i是與節(jié)點(diǎn)j具有直接連接關(guān)系的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)j為節(jié)點(diǎn)i的父節(jié)點(diǎn)； 步驟S402，根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)j的電壓值及其支路權(quán)重計(jì)算電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓的估計(jì)值，計(jì)算公式如下:

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法，其特征在于，所述通過(guò)節(jié)點(diǎn)i的修正后的線路參數(shù)計(jì)算節(jié)點(diǎn)j的電壓值的步驟包括: 步驟S401a，根據(jù)修正后的輸電線路ij的阻抗和導(dǎo)納參數(shù)計(jì)算線路阻抗支路末端的功率；其中，電線路ij為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j構(gòu)成的線路； 步驟S401b，根據(jù)所述計(jì)算線路阻抗支路末端的功率計(jì)算線路在阻抗上的電壓降；步驟S401c，根據(jù)所述電壓降確定節(jié)點(diǎn)j的電壓值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)生成樹(shù)的電壓估計(jì)方法，其特征在于，還包括: 如果節(jié)點(diǎn)j與其子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的支路數(shù)大于1，并且當(dāng)滿足Ei ≥ 10%，則W不參與的計(jì)算。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103942416SQ201410132127
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】周華鋒, 謝國(guó)財(cái), 趙旋宇, 胡亞平, 趙化時(shí), 顧慧杰, 熊衛(wèi)斌, 馮粵 申請(qǐng)人:中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院