基于无功不平衡量的变压器分接头参数估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于无功不平衡量的变压器分接头参数估计方法。
【背景技术】
[0002] 变压器是电力系统的重要设备，其模型参数的精确度严重影响着电力系统仿真 结果和调度决策水平的可信度。变压器运行状态的改变将会影响电网运行的安全性和稳定 性。因此保证变压器参数的准确性是是维持电力系统安全经济运行的关键。
[0003] 电力系统中变压器参数往往以设计参数来代替，由于环境、设备老化等原因，变压 器的相关参数可能会偏离其设计值。在运行过程中，变压器分接头变化频繁，数据库中的数 据不能得到及时更新。另外，遥信数据传输误差也可能导致调度中心对运行中的自动调压 变压器的分接头位置掌握不准确。然而，变压器的变比在电力系统无功潮流计算中是以平 方形式出现，对状态估计、潮流计算等结果影响比较大。因此有必要对变压器的分接头位置 进行估计，确保参数的精确性。
[0004] 为了解决电网参数不精确的问题，现有很多变压器参数估计方法被相继提出。在 专利《一种变电站内变压器分接头位置的估计方法》中，提到了应用PMU数据进行变电站内 变压器分接头位置的估计方法。该方法的缺点为，由于PMU设备价格高昂，PMU装置目前主 要装备于500kV变电站以及重要的出线，而数量众多的220kV及以下等级的变电站仍只装 备有SCADA系统。因此，对于仅仅装设SCADA装置的系统，该方法并不适用，该方法的工程 适应性不高。在《基于相量测量单元实测数据的变压器参数在线估计方法》中提到了运用 变压器两端电流相量之间的关系进行变压器变比估计的方法。然而在实际运行中，由于电 流量测误差的存在，该方法存在比较大的辨识误差。对于能够广泛应于工程的参数辨识方 法来说，以上两种方法都不存在普遍性和精确性。
【发明内容】
[0005] 本发明为了解决上述问题，提出了一种基于无功不平衡量的变压器分接头参数估 计方法，本方法简单易于实现，避免了求解复杂的非线性方程组。该方法使用多时段的量测 数据，避免了由于数据点偶然存在量测不准确情况带来的误差，满足了估计结果准确性的 要求。另外，该方法具有辨识灵敏度好，工程适应性强等特点。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种基于无功不平衡量的变压器分接头参数估计方法，包括以下步骤：
[0008] (1)利用变压器两端的量测装置采集变压器两侧多时段的SCADA量测数据；
[0009] (2)将采集的量测数据统一转换为相数据或者线数据；
[0010] (3)确定变压器的漏电抗、分接头级差和分接头位置、个数；
[0011] (4)根据变压器分接头的最低档位设置循环变量i，计算变压器两端无功不平衡 功率的量测值，结合变压器参数求取变压器无功不平衡量差值的平均值，判断此时的i是 否为变压器分接头的最高档位，如果是，则转至步骤（5)，如果不是，则i+1，重复本步骤；
[0012] (5)记录变压器无功不平衡差值的平均值最小时候变压器分接头的位置级对应变 比。
[0013] 所述步骤⑴中，SCADA量测数据包括量测电压幅值、电流幅值、有功功率幅值和 无功功率幅值。
[0014] 所述步骤（3)中，忽略变压器绕组电阻的影响，假设变压器漏电抗数值为理想值， 将变压器主分接头位置对应的变比作为初始值。
[0015] 所述步骤⑷中，包括以下步骤：
[0016] (4-1)初始化循环变量i，i的初值为变压器分接头的最低档位；
[0017] (4-2)根据变压器变比的初始值和分接头位置与级差，计算变压器的实际变比；
[0018] (4-3)将变压器两端的量测无功不平衡功率相加，计算变压器两端无功不平衡功 率的量测量；
[0019] (4-4)根据变压器参数计算变压器两端无功不平衡功率的计算量；
[0020] (4-5)求取实测变压器无功不平衡量与计算所得的无功不平衡量差值；
[0021] (4-6)计算变压器无功不平衡量差值的在每个时段的平均值；
[0022] (4-7)判断i是否为变压器分接头的最高档位，若是，则结束计算若否，则返回步 骤（4-2)步继续进行变压器第（i+1)档位的运算。
[0023] 所述步骤（4-2)中，具体为：已知变压器分接头位置，根据方程：
[0024] k = k;+i Xw (1)
[0025] 可得变压器的实际变比，其中，ki为变压器变比的初始值，i为变压器分接头位置， w为分接头级差。
[0026] 所述步骤（4-3)中，计算变压器两端无功不平衡功率的量测量，根据方程：
[0027] Qln= Q !+Q2 (2)
[0028] 计算变压器两端无功不平衡功率的量测量，其中，Qlni为N个时段的两端无功功率 不平衡量的量测量，Q 1S变压器I侧N个时段的量测无功功率，Q 2为变压器II侧N个时段 的量测无功功率。
[0029] 所述步骤（4-4)中，根据计算方程为：
[0031] 式中，Q1。为计算所得N个时段的两端无功功率不平衡量，I 12为N个时段流过变压 器等效电抗的电流，1:为SCADA量测数据中的I侧N个时段的电流幅值，I :为II侧N个时 段的电流幅值，U1S I侧N个时段的电压幅值，U 2为II侧N个时段的电压幅值，X为变压器
[0032] 所述步骤（4-5)中，计算方程式为：
[0033] AQ1= IQln-Q1J (4)
[0034] 式中，AQ1SN个数据点的无功不平衡量差值，Qlni为N个时段量测所得变压器两 端的量测无功不平衡量，Q 1。为计算所得变压器两端N个时段的无功不平衡量，若变压器变 比为真实值，则A Q1最接近〇,当变压器变比有误差时，A Q1偏离〇。
[0035] 所述步骤（4-6)中，具体计算公式为：
[0037] 其中，为变压器无功不平衡量差值的平均值，A Q1为变压器无功不平衡量的 差值，N为总的时段数。
[0038] 所述步骤（5)中，变压器无功不平衡差值的平均值最小时候变压器分接头的位 置，则该分接头位置即为变压器的实际分接头位置，该位置所对应的变压器变比即为实际 变压器变比。
[0039] 本发明的有益效果为：
[0040] (1)该方法简单易于实现，避免了求解复杂的非线性方程组，该方法使用多时段的 量测数据，避免了由于数据点偶然存在量测不准确情况带来的误差，满足了估计结果准确 性的要求；
[0041] (2)本方法能够明显判断出变压器实际变比，方法简单，具有辨识灵敏度好，工程 适应性强等特点；
[0042] (3)与现有的基于相角的WAMS数据的变压器参数辨识方法，该方法采用无相角 SCADA量测数据，在变压器两端无需另外装设价格昂贵的PMU装置，工程适应性强。该方法 同样适用于两端为PMU量测装置的变压器，应用范围广；
[0043] (4)采用多时段SCADA数据进行变压器分接头的估计，能够有效避免采用单时段 中出现的数值不稳定问题，辨识效果好，辨识结果准确；
[0044] (5)本发明可应用于变压器两端装有量测装置的变压器分接头参数估计，尤其适 用于两端装设了 SCADA量测装置的变压器分接头参数估计。
【附图说明】
[0045] 图1为变压器等值模型示意图；
[0046] 图2为流程示意图。
【具体实施方式】：