【技术实现步骤摘要】
一种计及局部三相不对称的电网状态估计方法和系统
[0001]本专利技术属于电力系统自动化
，涉及一种计及局部三相不对称的电网状态估计方法和系统。
技术介绍
[0002]电力调度自动化系统中状态估计作为调度系统各项高级应用功能的基础，为网络分析、在线安全稳定分析与预警、自动电压控制、调度员培训模拟、调度计划类等应用提供完整准确的实时断面数据。
[0003]在主网调度自动化系统状态估计功能中，通常假设三相线路是对称的，并采用单相正序电网模型进行分析和计算。但随着社会城市化的发展，在城市电网输电通道建设中，电网建设占用土地、环境资源的矛盾日益突出，输电线路采用不换位、同杆并架多回线的情况越来越多，线路不换位导致线路三相阻抗参数的不对称性，使得基于对称分量法无法直接将网络分解为正、负、零序解耦网络，而无法进行基于序网络的不对称电网稳态分析。
[0004]现有的关于三相状态估计方法的方案有：公开号为CN110970887A的专利提出一种主动配电网的两阶段线性三相状态估计方法及装置，其涉及电能质量分析与控制领域，主要涉及一种配电网的两阶段线性三相状态估计方法及装置，该方法通过线性网络约束获得初始电压，基于极坐标系进行线性三相状态估计。公开号为CN112769139A的专利提出计及SNOP和B
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DSTATCOM的柔性配电网三相状态估计方法，其涉及电网调度自动化
，考虑了考虑传输损耗及多种控制方式的SNOP和B
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DSTATCOM状态估计模型，以及相应的量测方程、控制...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种计及局部三相不对称的电网状态估计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1、获取电网模型和量测数据，并根据获取的模型和数据进行拓扑分析，形成单相正序节点支路模型；步骤2、根据单相正序节点支路模型和量测数据形成量测雅可比矩阵，并基于量测雅可比矩阵通过符号分析法模拟乘法运算形成信息矩阵；步骤3、采用近似最小度AMD排序方式对信息矩阵进行节点编号重排序，得到基于重排序后的节点编号顺序的单相正序节点支路模型，采用该单相正序节点支路模型进行全网单相状态估计；步骤4、根据电网模型的三相模型参数对称情况，采用节点撕裂法对电网进行动态切分，得到参数不对称子区域及其与参数对称子区域的边界节点；步骤5、针对参数不对称子区域进行三相相分量建模并基于建立的模型和边界节点的全网单相状态估计结果对参数不对称子区域进行三相状态估计；步骤6、根据全网单相状态估计、三相状态估计结果进行功率误差以及三相量测灵敏度分析，并根据分析结果更新参数不对称子区域的三相电压，迭代修正功率误差，直到满足收敛要求，输出最终的电网状态估计结果。2.根据权利要求1所述的一种计及局部三相不对称的电网状态估计方法，其特征在于：步骤1中，首先，获取参与状态估计计算需要的电网模型及其量测数据，其中，获取的电网模型量测数据包含参与状态估计计算需要的电网模型参数、设备连接关系、三相功率、线电压，不换位线路参数不对称的电网三相之间、同杆并架线路参数不对称的电网三相之间、同杆并架线路之间的互感参数，以及单相有功、无功、电流、电压、变压器档位和开关刀闸的遥信状态；其次，根据获取到的电网模型和开关刀闸的遥信状态，采用全局拓扑或者局部拓扑的方式进行电网拓扑分析：当本次的遥信状态和上次状态估计计算用的遥信状态变化未超出设定范围时，采用局部拓扑的方式进行拓扑分析；当本次的遥信状态和上次计算遥信状态变化超出设定范围时，采用全局拓扑的方式进行拓扑分析后形成状态估计计算用的单相正序节点支路模型，即单相正序模型。3.根据权利要求1所述的一种计及局部三相不对称的电网状态估计方法，其特征在于：步骤2中，根据单相正序节点支路模型，并结合量测数据形成量测雅可比矩阵H的非零元结构，并基于，通过符号分析法模拟乘法运算形成信息矩阵G的非零元结构，其中为量测误差方差阵，为矩阵H的转置矩阵。4.根据权利要求1所述的一种计及局部三相不对称的电网状态估计方法，其特征在于：步骤3中，采用近似最小度AMD排序方式进行节点编号重排序的过程为：采用近似最小度AMD排序方式模拟信息矩阵G因子分解高斯消去过程，并在模拟高斯消去过程时，顶点选择信息矩阵G图中度最小的顶点，直到信息矩阵G图中所有的顶点完全消去为止，同时当消去某一个节点后更新其它节点出线度时用节点度的上限值代替节点实际度。
5.根据权利要求1所述的一种计及局部三相不对称的电网状态估计方法，其特征在于：步骤3中，基于重排序后的节点编号顺序形成量测雅可比矩阵H，并采用多线程并行计算的方式计算信息矩阵G，继而得到基于重新排序后的节点编号顺序的单相正序节点支路模型，采用该单相正序节点支路模型，通过快速分解状态估计算法或者抗差状态估计进行全网单相状态估计的快速计算，在全网单相状态估计计算收敛后，获得网设备功率和母线电压估计值，进而计算得到电网设备的有功、无功值。6.根据权利要求1所述的一种计及局部三相不对称的电网状态估计方法，其特征在于：步骤4中，若电网模型含有不换位线路或同杆并架线路，则其三相模型参数不对称，根据电网中不换位线路、同杆并架线路的位置，采用节点分裂法将电网进行动态切分，将电网划分成一个或者多个含有不对称三相模型参数的参数不对称子区域，以及不包含不对称三相模型参数的一个或多个参数对称子区域，其中参数对称子区域和参数不对称子区域的边界节点集合记为。7.根据权利要求1所述的一种计及局部三相不对称的电网状态估计方法，其特征在于：步骤5包括：步骤51、对于参数不对称子区域，采用三相相分量进行建模，包括三相阻抗参数建模和三相功率量测建模；步骤52、基于全网单相状态估计得到的边界线路首端节点i和末端节点j的电压幅值、和相角值、计算对参数不对称子区域进行三相状态估计的abc三相电压的幅值和相角初始值，其中，、、，，为参数对称子区域和参数不对称子区域的边界节点集合，为采用单相正序节点支路模型进行全网状态估计得到的母线电压集合；步骤53、基于步骤51建立的模型和abc三相电压对参数不对称子区域进行三相状态估计计算，得到参数不对称子区域内线路的abc三相功率。8.根据权利要求7所述的一种计及局部三相不对称的电网状态估计方法，其特征在于：步骤51中，在三相阻抗参数建模时，除了考虑线路abc三相之间的互阻抗，对于同杆并架线路，还考虑不同线路之间的互阻抗；在三相功率量测建模时，采用abc分相功率量测模型，且三相量测方程考虑abc各相之间的互阻抗。9.根据权利要求7所述的一种计及局部三相不对称的电网状态估计方法，其特征在于：步骤52中，对边界线路首端节点i的abc三相电压幅值和相角初始...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡榕，罗玉春，赵家庆，王毅，吴海伟，田江，闪鑫，田涵冰，张鸿，赵奇，杨雪，姜学宝，丁宏恩，陈中，贾德香，邱进哲，赵慧，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院有限公司中国电力科学研究院有限公司南京工程学院东南大学国网能源研究院有限公司国网江苏省电力有限公司国电南瑞科技股份有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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