[发明专利]基于修正牛顿法的带零注入约束的电力系统状态估计方法

摘要

本发明涉及一种基于修正牛顿法的带零注入约束的电力状态估计方法，属于电力系统调度自动化与电力系统仿真技术领域。本方法包括：建立状态估计模型，并按照通常的牛顿法对该状态估计模型进行迭代求解，在每一次迭代中，非零注入节点的状态变量按照通常牛顿法的计算结果进行修正，而零注入节点的状态变量不取通常牛顿法的计算结果，而是根据由零注入等式约束确立的零注入节点状态变量与非零注入节点状态变量之间的关系得到。本发明的整个计算过程与传统的状态估计计算流程非常相似，实现方便，同时能够保证零注入节点的注入功率严格为0，状态估计结果严格满足潮流方程。

主权项

1.一种基于修正牛顿法的带零注入约束的电力系统状态估计方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)建立一个含等式约束的电力状态估计模型：min   J(x)s.t.  c(x)＝0等式约束为：使零注入节点的节点注入功率为0，以c(x)＝0表示，其中x是电力系统的状态变量，采用极坐标表示，包括零注入节点和非零注入节点的电压幅值和相角，J(x)是电力系统状态估计的目标函数；(2)根据电力系统当前拓扑结构和网络参数，形成电力系统当前节点导纳矩阵，并计算以下系数矩阵FF=-BzzGzzGzz-Bzz-1BznGznGzn-Bzn]]>其中矩阵G_zz和B_zz分别是节点导纳矩阵中零注入节点对应的对角子阵的实部和虚部，阵G_zn和B_zn分别是节点导纳矩阵中零注入节点与非零注入节点的交叉非对角子阵对应的实部和虚部；(3)设置电力系统状态估计的计算初值为x⁽⁰⁾，并设置迭代次数k＝0；(4)第k次迭代得到电力系统状态变量x^(k)，将x^(k)中零注入节点的状态变量子向量和非零注入节点的状态变量子向量分别记为和(5)保持非零注入节点子向量不变，计算考虑零注入约束的与零注入节点相对应的状态变量子向量计算公式如下：x~z(k)=ΦFΦ-1xn(k)]]>其中矩阵F是步骤(2)的计算结果，Φ是复数理论中，用直角坐标表示的复数到用极坐标表示的复数的转换映射；Φ^-1表示Φ的逆映射，Φ的表达式是：U=e2+f2]]>θ=arctan(ef)]]>Φ^-1的表达式是：e＝Ucosθf＝Usinθ其中e，f是用直角坐标表示的节点电压的实部和虚部，U，θ是用极坐标表示的节点电压的幅值和相角；(6)根据上述迭代的和使用牛顿法计算第k次迭代的状态变量修正量Δx^(k)；(7)第k次迭代的电力系统状态变量的修正量为Δx^(k)，将Δx^(k)中零注入节点的状态变量的修正量和非零注入节点的状态变量的修正量分别记为和(8)设定电力系统状态估计的收敛精度为ε，若则电力系统状态估计收敛，计算结束，若则令k＝k+1，进行步骤(4)。