W及可变元素构造雅克比矩阵。
[0054] 应用AD技术计算雅克比矩阵中的可变元素，同时读取链表中相应矩阵的不变元 素，获得所需的雅克比矩阵;其中含有状态量电压相角0、电压幅值U、滑差S和频率偏差量A f的分块扩展雅克比矩阵可为：
[0056] 其中，P和Q分别表示普通发电机对应的有功出力和无功出力，Pi和化分别为异步风
机的接入节点i对应的有功出力和无功出力 的维数与系统中风 电场节点的数目相同。
[0057] 在上述雅克比矩阵中，Pi包括量测方程中的异步风机的有功功率Pgi,化包括量测 方程中的异步风机的无功功率QgisP包括发电机注入的有功功率化i和负荷注入的有功功率 PLi, Q包括发电机注入的无功功率化i和负荷注入的无功功率化i。
[005引S3，根据所述状态修正量对所述初始频率状态参数进行修正，并重复根据所述雅 克比矩阵和初始频率状态参数建立频率状态的状态方程的步骤，直到所述状态修正量满足 预设的收敛条件，将修正后的初始频率状态参数设为电力系统当前的频率状态。
[0化9] 求解下述方程得到状态修正量A ，选取Ax,W ，并修正状态量得到: L . max
[0060] Ax(k) = [HT(x(k))WH(x(k))]-iHT(x(k))W[z-hU(k))]
[0061 ] X化+1) = X化)+A X化）
[0062] 其中，k为迭代次数，A 为第k次迭代时的状态修正量，X为状态量，Z为量测量，h 为非线性量测函数，H(X)为Mx)的雅克比矩阵，T表示矩阵的转置，W为对角权重矩阵，Wii = 1/曰I2，Oi为标准差，为第k次迭代前的状态量，xfk+u为第k次迭代后的状态量;量测量Z可 包括：电压幅值、发电机有功功率、发电机无功功率、风机有功功率、风机无功功率、负荷有 功功率、负荷无功功率、线路首端有功功率、线路首端无功功率、线路末端有功功率W及线 路末端无功功率。
[0063] 当小于设定的收敛精度A时，则计算结束，输出状态估计结果，否则修正状 【 max 态量进行第k+1次状态估计，i为状态量的编号。
[0064] 本发明具有W下优点：
[0065] (1)将频率偏差作为新的状态量引入到状态估计过程中，能够准确反映风电系统 中频率的变化，提高了状态估计的准确性。
[0066] (2)通过AD技术自动计算获得雅克比矩阵，有效避免了截断误差，提高了算法的计 算效率和程序的开发效率。
[0067] W上所述实施例的各技术特征可W进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要运些技术特征的组合不存 在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0068] W上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进，运些都属于本发明的保护 范围。因此，本发明专利的保护范围应W所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种频率状态参数检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 建立计及频率偏差的异步风机的简化RX模型，根据所述简化RX模型获取r形简化电 路，根据所述r形简化电路构造计及频率偏差的量测方程； 根据所述量测方程构造雅克比矩阵，根据所述雅克比矩阵和电力系统的初始频率状态 参数建立频率状态的状态方程，对所述状态方程进行迭代求解，得到所述状态方程的状态 修正量； 根据所述状态修正量对所述初始频率状态参数进行修正，并重复根据所述雅克比矩阵 和初始频率状态参数建立频率状态的状态方程的步骤，直到所述状态修正量满足预设的收 敛条件，将修正后的初始频率状态参数设为电力系统当前的频率状态。2. 根据权利要求1所述的频率状态参数检测方法，其特征在于，根据所述量测方程构造 雅克比矩阵的步骤包括： 将雅克比矩阵中不变元素的位置和数值存储到一个链表中； 根据所述量测方程，并采用AD技术计算雅克比矩阵中的可变元素； 根据所述不变元素的位置和数值，以及可变元素构造雅克比矩阵。3. 根据权利要求1所述的频率状态参数检测方法，其特征在于，建立计及频率偏差的异 步风机的简化RX模型的步骤包括： 获取电力系统的网络参数； 根据所述网络参数对电力系统的状态参数进行初始化操作； 根据所述网络参数和初始化的状态参数建立计及频率偏差的异步风机的简化RX模型。4. 根据权利要求3所述的频率状态参数检测方法，其特征在于，所述网络参数包括母线 编号、名称、补偿电容，输电线路的支路号、首端节点和末端节点编号、串联电阻、串联电抗、 并联电导、并联电纳、变压器变比和阻抗，风电场的空气密度、风速，风机机型参数和系统初 始频率。5. 根据权利要求1所述的频率状态参数检测方法，其特征在于，构造计及频率偏差的量 测方程的步骤包括： 建立发电机注入功率量测方程、负荷注入功率量测方程和异步风机注入功率量测方 程； 根据所述发电机注入功率量测方程、负荷注入功率量测方程和异步风机注入功率量测 方程构造计及频率偏差的量测方程。6. 根据权利要求5所述的频率状态参数检测方法，其特征在于，所述发电机注入功率量 测方程为：其中，Pci和QCi分别为发电机注入的有功功率和无功功率，P〇和Q〇分别是同步发电 机初始的有功功率值和无功功率值，Pr是额定有功功率值，Rr是对应同步发电机的调速率， adPbQ是同步发电机无功出力对应的调节系数，Af表示系统稳态时频率与额定值的偏差， Ui和Uj分别表示节点i和j的电压幅值，0ij是节点i到节点j的电压相角差，Gij和Bij表示节点 导纳阵中对应节点i和j之间的电导和电纳，η是系统节点总数。7. 根据权利要求5所述的频率状态参数检测方法，其特征在于，所述负荷注入功率量测 方程为：其中，PLi和QLi分别为负荷注入的有功功率和无功功率，PL_set和QL_set分别表示该负荷的 有功和无功的初始值，A f表示系统稳态时频率与额定值的偏差，Ui和Uj分别表示节点i和j 的电压幅值，9ij是节点i到节点j的电压相角差，Gij和Bij表示节点导纳阵中对应节点i和j之 间的电导和电纳，KjPKj别表示负荷有功和无功对应的调节效应系数，p P、pc、pz和qP、qc、q z 表示负荷模型静态电压特性系数，Ul和ULB分别是该负荷的电压运行值和额定电压值。8. 根据权利要求5所述的频率状态参数检测方法，其特征在于，所述异步风机注入功率 量测方程为： ill ^ ^、+. ， ?. 其中，Pgi和Qgi分别为异步风机注入的有功功率和无功功率，△ f表示系统稳态时频率与 额定值的偏差，R2为转子电阻;s是滑差，U为风机输出的电压，X12 = ，XjPX2分别表示定 子电抗和转子电抗，Xm为励磁电抗。9. 根据权利要求2所述的频率状态参数检测方法，其特征在于，所述状态方程为： Ax(k) = [HT(x(k))ffH(x(k))]_1H T(x(k))ff[z-h(x(k))] x(k+i) = x(k)+Ax(k) 其中，k为迭代次数，△ x(k)为第k次迭代时的状态修正量，X为状态量，Z为量测量，h为非 线性量测函数，H(x)为h(x)的雅克比矩阵，T表示矩阵的转置，W为对角权重矩阵，Wii=l/ 〇1 2，〇1为标准差，x(k)为第k次迭代前的状态量，x(k+1)为第k次迭代后的状态量。10. 根据权利要求9所述的频率状态参数检测方法，其特征在于，所述收敛条件为：其中，λ为设定的收敛精度，i为状态量的编号。
【专利摘要】本发明涉及一种频率状态参数检测方法，包括以下步骤：建立计及频率偏差的异步风机的简化RX模型，根据所述简化RX模型获取Γ形简化电路，根据所述Γ形简化电路构造计及频率偏差的量测方程；根据所述量测方程构造雅克比矩阵，根据所述雅克比矩阵和电力系统的初始频率状态参数建立频率状态的状态方程，对所述状态方程进行迭代求解，得到所述状态方程的状态修正量；根据所述状态修正量对所述初始频率状态参数进行修正，并重复根据所述雅克比矩阵和初始频率状态参数建立频率状态的状态方程的步骤，直到所述状态修正量满足预设的收敛条件，将修正后的初始频率状态参数设为电力系统当前的频率状态。
【IPC分类】H02J3/24
【公开号】CN105633984
【申请号】CN201610131266
【发明人】王莉, 鲁德锋, 张少凡, 祁忠, 华煌圣, 高强, 蔡燕春, 秦绮蒨, 李俊格, 杨咏梅, 区燕敏, 曹杰
【申请人】广州供电局有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月8日