一种基于电流量测变换的分布式发电系统状态估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统技术领域，尤其设及一种基于电流量测变换的分布式发电系 统状态估计方法。
【背景技术】
[0002] 随着智能配电网的不断发展，分布式电源将会不断地接入配电网，对配电网安全 可靠运行提出了新的要求，而对配电系统进行状态估计是实现配电网智能调度的前提。在 保持系统可观测的前提下，状态估计能够根据量测数据的冗余度提高数据的精度，估计出 没有量测装置处的电气信息，和潮流计算相比，状态估计是前者的扩展和延续，计算结果也 更准确，所W通过研究含分布式电源的配电网状态估计方法来分析分布式电源的渗透对配 电网状态估计的影响具有重要的意义。
[0003] 当配电网接入分布式电源之后，将由单电源供电变成多电源供电的系统，配电网 的潮流也将发生改变，需要对配电网状态估计算法进行必要的调整，另外，分布式电源的接 入增加了配电系统的量测量，对提高配电网状态估计的精度将产生积极的影响。针对不同 的分布式电源类型接入配网带来的不同影响，需要针对其自身特性，研究适应于分布式发 电系统的状态估计算法。为智能配电网的控制和运行提供安全评估基础。另一方面，考虑 到电力系统由于漏测量或其他原因造成不可观察时，如何病态系统进行状态评估，直接关 系到电力系统状态评估效率。
【发明内容】
[0004] 针对电力系统状态估计对对处理病态系统问题的不足，本发明提出了一种基于电 流量测变换的分布式发电系统状态估计方法，一方面可W解决病态系统状态估计问题，一 方面对分布式电源接入并网进行了并网处理，实现分布式发电系统的状态估计。
[0005] 本发明是运样实现，一种基于电流量测变换的分布式发电系统状态估计方法，具 体步骤包括：
[0006] 首先，将支路功率量测，节点功率量侧W及功率伪量测量转换为支路电流的实部 和虚部，并根据分布式电源的特性及类型求其等效节点的支路电流；
[0007] 然后，构建测量矩阵和信息矩阵，采用奇异值分解法对信息矩阵其对应逆矩阵； [000引然后，W各支路的电流量作为状态量，采用最小二乘估计准则进行状态估计，修正 支路电流；
[0009] 接着，根据更新后的支路电流，利用后代法求解各个节点的电压向量；
[0010] 最后，再利用所求得的节点电压做量测变换，修正支路电流，求得各节点电压，如 此反复直到满足收敛条件为止。
[0011] 进一步，采用最小二乘估计准则进行状态估计，修正支路电流的方法，具体步骤包 括：
[0012] 首先，基于最小二乘法理论，W电流两侧量为状态变量的估计值i的矩形式表示 为：
[001 引 X= (//欠-1//)-1//庐 I;
[0014]W B =HTrIh作为量测方程的信息矩阵。采用奇异值分解对信息矩阵进行处理： [001 引B=USyT [001 引Bi=VSiuT
[0017] 若S矩阵对角元素均大于0,则系统状态是客观的。若对角元素存在非正数，则表 示系统是病态的，存在不可观测区域。
[0018] 接着，在求得电流状态量后，根据W下公式修正每一个节点的功率量测量。
[0019] 戶+廢=沪.(巧
[0020] 然后，根据配电网的结构，利用后代法求解每个节点的电压。
[。。21]巧=巧
[0022] 然后，根据收敛条件判断是否收敛，满足收敛条件时迭代结束。
[0023] m組:扔-
[0024] 若不满足收敛条件，则根据公式进行下一轮迭代：
[0025] 二（Kr乂/7-)-| //7riz
[0026] 所述的基于电流量测变换的分布式发电系统状态估计方法，对分布式电源的处理 方法具体包括：
[0027] (1)在对含分布式电源的电力系统进行状态估计时，需要根据分布式电源类型建 立不同的计算模型和处理方案。根据不同的分布式电源发电属性和并网产生的影响，可W 将分布式电源分为4中节点类型，分别为：PQ节点、PQ(V)节点、PV节点及I节点。根据分 布式电源类型的不同，分别进行处理；
[0028] (2)对PQ节点，将其当做常规负荷节点考虑，并直接通过功率变化公式将其转换 为电流量测量；
[002引 做对PQ(V)节点，由于PQ(V)节点类型的分布式电源保持有功功率恒定，而输出 的无功功率和电压有关系，因此在每次迭代时将其转换为PQ节点，并根据功率变化公式将 其转化为电流量量测。而每次在迭代前根据得到的新电压值对输出的无功功率进行修正。
[0030] (4)对PV节点，由于PV节点类型的分布式电源保持有功功率和节点电压幅值恒 定，因此在迭代时将其转换为PQ节点，有功功率量测量不变，无功功率量测量按照功率因 数取0. 5或0. 8进行求取，然后根据功率公式将其转化为电流量量测；而每次在迭代后，采 用叠加补偿电流的方法来弥补节点电压复制与电压量测量不相等的电压复制差。
[0031] (5)当PV节点出现无功功率越现实，将PV节点的无功功率设定为发电机的无功功 率上限，在此后的迭代中，将该节点转换为PQ节点进行状态估计，而不再考虑电压复制差 的影响。
[0032] 发明的基于电流量测变换的分布式发电系统状态估计方法，一方面对状态估计算 法的基础上对其进行了改进，提出了针对各类分布式电源节点的状态估计方法，对四类分 布式电源节点分别进行了讨论，提出运四类节点在状态估计中的处理策略，使得算法更加 具有适用性；另一方面，引进奇异分解策略，运用奇异值分解方法将信息矩阵处理为正交矩 阵、对角矩阵S W及正交矩阵的乘积，实现对病态系统的状态估计。而由于在迭代过程中只 需对信息矩阵进行一次奇异值分解，节省了程序运行时间。
【附图说明】
[0033]图1是本发明提出的一种基于电流量测变换的分布式发电系统状态估计方法的 基本步骤；
[0034]图2是本发明提出的一种基于电流量测变换的分布式发电系统状态估计方法的 流程图；
[0035] 图3是本发明实施例提供的含分布式电源的IE邸36节点弱环配电网；
【具体实施方式】
[0036]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0037] 参见图1，本发明提出了一种基于电流量测变换的分布式发电系统状态估计方法。
[0038] 步骤SI,将支路功率量测，节点功率量侧W及功率伪量测量转换为支路电流的实 部和虚部；
[0039] 步骤S2,根据分布式电源的特性及类型求其等效节点的支路电流；
[0040] 步骤S3,构建测量矩阵和信息矩阵，并对信息矩阵进行奇异值分解求其对应逆矩 阵；
[0041] 步骤S4, W各支路的电流量作为状态量，采用最小二乘估计准则进行状态估计，修 正支路电流；
[004引步骤S5,根据更新后的支路电流，利用后代法求解各个节点的电压向量；
[0043] 步骤S6,再利用所求得的节点电压做量测变换，修正支路电流，求得各节点电压， 如此反复直到满足收敛条件为止。
[0044] 根据分布式电源的特性及类型求其等效节点的支路电流方法为：
[004引将分布式电源分为四种节点类型，即PQ节点、PQ(V)节点、PV节点及I节点；PQ 节点类型的分布式电源在状态估计算法中，需要通过功率变换公式将其转换为电流量测； PQ(V)节点类型的分布式电源输出的无功功率和节点电压有关，先将其先转换成PQ节点， 并求其电流量测；PV节点类型的分布式电源转换成PQ节点，并求其电流量测，转换为电流 量测的方法为：有功功率量测不变，无功功率量测按功率因数为0. 5或0. 8取恒定值，然后 就可W计算其节点负荷注入电流量测。如果出现PV节点的注入无功功率越限，那么将PV 节点的无功注入设定为发电机的无功输出上限，在此后的迭代中，该节点作为PQ节点加入 运算，不用考虑电压幅值差带来的影响；I节点类型的分布式电源在状态估计中只需直接 作为负的负荷电流量测。
[0046] 对信息矩阵按照公式进行奇异分解：