一种线路参数误差对功率分布影响的定量分析方法及系统技术方案

一种线路参数误差对功率分布影响的定量分析方法及系统，解决对电网参数误差对状态估计结果影响的研究集中于单条线路，未考虑线路参数改变对节点电压以及相邻线路功率影响，整体精度低问题，包括获取电力系统原始参数，计算系统潮流，求解各节点电压相角、幅值，以及各线路流经功率；计算系统导纳矩阵各元素对线路参数的偏导；根据节点约束方程和潮流计算结果，求解灵敏度系数矩阵；计算节点电压相角和幅值对各线路参数灵敏度；根据线路流经功率与节点电压之间关系，计算线路流经有功和无功功率对线路参数灵敏度；同时考虑了参数误差节点电压相角、幅值以及其他线路功率的影响，所得结果准确度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种线路参数误差对功率分布影响的定量分析方法及系统
本专利技术属于电力系统控制
，具体涉及一种线路参数误差对功率分布影响的定量分析方法及系统。
技术介绍
电力系统状态估计根据电网中各项参数以及遥测量测值和遥信量测值，求解电网稳定运行时各节点电压相角、幅值以及线路流经功率等状态量。其计算得到的估计值是电网各项高级应用的基础，包括系统静态安全计算和可用输电能力计算等。同时状态估计结果与准确值之间的差异也反映了电网调度自动化基础数据质量的优劣程度。影响状态估计结果的因素包括电网参数的准确性和量测数据的准确性。随着电网通信技术的发展，调度自动化的遥测和遥信准确性有了大幅提高，这一部分的误差对状态估计结果的准确性影响也在逐渐变小。电网参数也存在一定误差，其主要原因包括生产制造设备厂商提供的数据错误、线路改造以及环境变化时信息掌握不全等因素。电网参数误差会直接影响整个电网的潮流计算结果，进而影响状态估计结果的准确性。因此有必要研究电网参数误差对各状态量的影响程度。现有技术中关于电网参数误差对状态估计结果影响的研究较少，公开日期本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线路参数误差对功率分布影响的定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1)：获取电力系统原始参数，计算系统潮流，求解各节点电压相角、幅值，以及各线路流经的功率；/n步骤2)：计算系统导纳矩阵各元素对线路参数的偏导；/n步骤3)：根据节点约束方程和潮流计算结果，求解灵敏度系数矩阵；/n步骤4)：计算节点电压相角和幅值对各线路参数的灵敏度，通过前置潮流计算得到满足潮流约束方程的各节点电压幅值和相角，联立所有潮流等式约束方程对线路参数的偏导，通过矩阵形式计算非平衡节点电压相角和PQ节点的电压幅值对参数的灵敏度；/n步骤5)：根据线路流经功率与节点电压之间的关系，计算线路流经有功和无功功...

【技术特征摘要】
1.一种线路参数误差对功率分布影响的定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：获取电力系统原始参数，计算系统潮流，求解各节点电压相角、幅值，以及各线路流经的功率；
步骤2)：计算系统导纳矩阵各元素对线路参数的偏导；
步骤3)：根据节点约束方程和潮流计算结果，求解灵敏度系数矩阵；
步骤4)：计算节点电压相角和幅值对各线路参数的灵敏度，通过前置潮流计算得到满足潮流约束方程的各节点电压幅值和相角，联立所有潮流等式约束方程对线路参数的偏导，通过矩阵形式计算非平衡节点电压相角和PQ节点的电压幅值对参数的灵敏度；
步骤5)：根据线路流经功率与节点电压之间的关系，计算线路流经有功和无功功率对线路参数的灵敏度。


2.根据权利要求1所述的一种线路参数误差对功率分布影响的定量分析方法，其特征在于，所述的步骤1)中的电力系统原始参数包括发电机输入的有功和无功功率、节点的负荷和线路参数，计算系统潮流采用牛顿-拉夫逊法，得到各节点电压相角θ和幅值V，以及各线路流经的功率SL。


3.根据权利要求1所述的一种线路参数误差对功率分布影响的定量分析方法，其特征在于，所述的步骤2)：计算系统导纳矩阵各元素对线路参数的偏导，具体为：节点导纳矩阵Y中各元素的实部和虚部分别为Gij和Bij，对于非对角线元素，Gij和Bij的计算如式(1)和(2)所示：






对于对角线元素Gii和Bii的计算如式(3)和(4)所示，其中b为线路电容参数，Ω为所有与i有线路直接相连的节点；






根据公式(1)和(2)，可以推导出导纳矩阵非对角线元素对线路电阻和电抗的偏导如式(5)和(6)所示：






根据公式(3)和(4)，可以推导出导纳矩阵对角线元素对某一线路电阻和电抗的偏导如式(7)和(8)所示：






此外，Bii对线路电容的偏导如式(9)所示：





4.根据权利要求1所述的一种线路参数误差对功率分布影响的定量分析方法，其特征在于，所述的步骤3)：根据节点约束方程和潮流计算结果，求解灵敏度系数矩阵以及步骤4)：计算节点电压相角和幅值对各线路参数的灵敏度，具体为：
1)电力系统潮流计算的节点约束方程如式(10)所示，其中上标spec为节点功率的设定值，n为系统中的节点数目；在潮流计算达到收敛标准后，节点电压幅值和相角的取值满足方程(10)成立；



2)将第i个节点的有功功率约束方程等式两边对线路参数z求导，得到：



式中：



Hij＝-ViVj(Bijcosθij-Gijsinθij)(13)



Kij＝Vi(Gijcosθij+Bijsinθij)(15)



3)将第i个节点的无功功率约束方程等式两边对线路参数z求导，得到：



式中：



Lij＝-ViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)(19)



Kij＝Vi(Gijsinθij-Bijcosθij)(21)



4)构建节点电压相角和幅值对线路参数灵敏度的系数矩阵；根据公式(11)–(22)，联立所有节点的功率不平衡量对线路参数的偏导，如式(23)所示，其中Aeq为灵敏度模型的系数矩阵；



电力系统潮流计算中节点可以分为PQ节点、PV节点和平衡节点，其中PQ节点的电压相角和幅值待求，PV节点的节点无功功率输入和节点电压相角待求，平衡节点作为参考节点，其节点电压相角和幅值给定，其他参数待求；假设系统中PQ节点的数目为nPQ，则系统共有n–1个有功功率不平衡方程，nPQ个无功功率不平衡方程；因此系数矩阵Aeq为(n–1+nPQ)×(n–1+nPQ)的方阵，其中H矩阵为(n–1)×(n–1)的方阵，K矩阵为(n–1)×nPQ，L矩阵为nPQ×(n–1)，M矩阵为nPQ×nPQ的方阵；
5)求解节点电压相角和幅值对线路参数的灵敏度，根据公式(23)，得到相应的求解公式为：





5.根据权利要求4所述的一种线路参数误差对功率分布影响的定量分析方法，其特征在于，所述的线路参数z包括线路电阻、电抗或者电容。


6.根据权利要求1所述的一种线路参数误差对功率分布影响的定量分析方法，其特征在于，所述的步骤5)：根据线路流经功率与节点电压之间的关系，计算线路流经有功和无功功率对线路等参数的灵敏度的具体方法为：线路流经的功率SL与节点电压以及线路参数关系如式(25)所示，



因此线路流经的有功功率PLij和无功功率QLij分别为：
PLij＝-(Vi2-ViVjcosθij)Gij+ViVjsinθijBij(26)



将式(26)对线路参数z求导，可得：



对于线路无功功率QLij，由于线路电容参数bij的存在，在计算相应灵敏度时需要区分对电容和其他参数的灵敏度；线路流经无功功率对电容b的灵敏度为：



对于线路电阻参数，得出线路无功功率对...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴正阳，傅中，程登峰，朱太云，朱胜龙，刘宇舜，李森林，夏令志，程洋，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34