W及可變元素構(gòu)造雅克比矩陣。
[0054] 應(yīng)用AD技術(shù)計算雅克比矩陣中的可變元素，同時讀取鏈表中相應(yīng)矩陣的不變元 素，獲得所需的雅克比矩陣;其中含有狀態(tài)量電壓相角0、電壓幅值U、滑差S和頻率偏差量A f的分塊擴展雅克比矩陣可為：
[0056] 其中，P和Q分別表示普通發(fā)電機對應(yīng)的有功出力和無功出力，Pi和化分別為異步風(fēng)
機的接入節(jié)點i對應(yīng)的有功出力和無功出力 的維數(shù)與系統(tǒng)中風(fēng) 電場節(jié)點的數(shù)目相同。
[0057] 在上述雅克比矩陣中，Pi包括量測方程中的異步風(fēng)機的有功功率Pgi,化包括量測 方程中的異步風(fēng)機的無功功率QgisP包括發(fā)電機注入的有功功率化i和負荷注入的有功功率 PLi, Q包括發(fā)電機注入的無功功率化i和負荷注入的無功功率化i。
[005引S3，根據(jù)所述狀態(tài)修正量對所述初始頻率狀態(tài)參數(shù)進行修正，并重復(fù)根據(jù)所述雅 克比矩陣和初始頻率狀態(tài)參數(shù)建立頻率狀態(tài)的狀態(tài)方程的步驟，直到所述狀態(tài)修正量滿足 預(yù)設(shè)的收斂條件，將修正后的初始頻率狀態(tài)參數(shù)設(shè)為電力系統(tǒng)當(dāng)前的頻率狀態(tài)。
[0化9] 求解下述方程得到狀態(tài)修正量A ，選取Ax,W ，并修正狀態(tài)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為迭代次數(shù)，A 為第k次迭代時的狀態(tài)修正量，X為狀態(tài)量，Z為量測量，h 為非線性量測函數(shù)，H(X)為Mx)的雅克比矩陣，T表示矩陣的轉(zhuǎn)置，W為對角權(quán)重矩陣，Wii = 1/曰I2，Oi為標(biāo)準差，為第k次迭代前的狀態(tài)量，xfk+u為第k次迭代后的狀態(tài)量;量測量Z可 包括：電壓幅值、發(fā)電機有功功率、發(fā)電機無功功率、風(fēng)機有功功率、風(fēng)機無功功率、負荷有 功功率、負荷無功功率、線路首端有功功率、線路首端無功功率、線路末端有功功率W及線 路末端無功功率。
[0063] 當(dāng)小于設(shè)定的收斂精度A時，則計算結(jié)束，輸出狀態(tài)估計結(jié)果，否則修正狀 【 max 態(tài)量進行第k+1次狀態(tài)估計，i為狀態(tài)量的編號。
[0064] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點：
[0065] (1)將頻率偏差作為新的狀態(tài)量引入到狀態(tài)估計過程中，能夠準確反映風(fēng)電系統(tǒng) 中頻率的變化，提高了狀態(tài)估計的準確性。
[0066] (2)通過AD技術(shù)自動計算獲得雅克比矩陣，有效避免了截斷誤差，提高了算法的計 算效率和程序的開發(fā)效率。
[0067] W上所述實施例的各技術(shù)特征可W進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實 施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要運些技術(shù)特征的組合不存 在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認為是本說明書記載的范圍。
[0068] W上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進，運些都屬于本發(fā)明的保護 范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)W所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1. 一種頻率狀態(tài)參數(shù)檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： 建立計及頻率偏差的異步風(fēng)機的簡化RX模型，根據(jù)所述簡化RX模型獲取r形簡化電 路，根據(jù)所述r形簡化電路構(gòu)造計及頻率偏差的量測方程； 根據(jù)所述量測方程構(gòu)造雅克比矩陣，根據(jù)所述雅克比矩陣和電力系統(tǒng)的初始頻率狀態(tài) 參數(shù)建立頻率狀態(tài)的狀態(tài)方程，對所述狀態(tài)方程進行迭代求解，得到所述狀態(tài)方程的狀態(tài) 修正量； 根據(jù)所述狀態(tài)修正量對所述初始頻率狀態(tài)參數(shù)進行修正，并重復(fù)根據(jù)所述雅克比矩陣 和初始頻率狀態(tài)參數(shù)建立頻率狀態(tài)的狀態(tài)方程的步驟，直到所述狀態(tài)修正量滿足預(yù)設(shè)的收 斂條件，將修正后的初始頻率狀態(tài)參數(shù)設(shè)為電力系統(tǒng)當(dāng)前的頻率狀態(tài)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率狀態(tài)參數(shù)檢測方法，其特征在于，根據(jù)所述量測方程構(gòu)造 雅克比矩陣的步驟包括： 將雅克比矩陣中不變元素的位置和數(shù)值存儲到一個鏈表中； 根據(jù)所述量測方程，并采用AD技術(shù)計算雅克比矩陣中的可變元素； 根據(jù)所述不變元素的位置和數(shù)值，以及可變元素構(gòu)造雅克比矩陣。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率狀態(tài)參數(shù)檢測方法，其特征在于，建立計及頻率偏差的異 步風(fēng)機的簡化RX模型的步驟包括： 獲取電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)； 根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對電力系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)進行初始化操作； 根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和初始化的狀態(tài)參數(shù)建立計及頻率偏差的異步風(fēng)機的簡化RX模型。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的頻率狀態(tài)參數(shù)檢測方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)參數(shù)包括母線 編號、名稱、補償電容，輸電線路的支路號、首端節(jié)點和末端節(jié)點編號、串聯(lián)電阻、串聯(lián)電抗、 并聯(lián)電導(dǎo)、并聯(lián)電納、變壓器變比和阻抗，風(fēng)電場的空氣密度、風(fēng)速，風(fēng)機機型參數(shù)和系統(tǒng)初 始頻率。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率狀態(tài)參數(shù)檢測方法，其特征在于，構(gòu)造計及頻率偏差的量 測方程的步驟包括： 建立發(fā)電機注入功率量測方程、負荷注入功率量測方程和異步風(fēng)機注入功率量測方 程； 根據(jù)所述發(fā)電機注入功率量測方程、負荷注入功率量測方程和異步風(fēng)機注入功率量測 方程構(gòu)造計及頻率偏差的量測方程。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的頻率狀態(tài)參數(shù)檢測方法，其特征在于，所述發(fā)電機注入功率量 測方程為：其中，Pci和QCi分別為發(fā)電機注入的有功功率和無功功率，P〇和Q〇分別是同步發(fā)電 機初始的有功功率值和無功功率值，Pr是額定有功功率值，Rr是對應(yīng)同步發(fā)電機的調(diào)速率， adPbQ是同步發(fā)電機無功出力對應(yīng)的調(diào)節(jié)系數(shù)，Af表示系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時頻率與額定值的偏差， Ui和Uj分別表示節(jié)點i和j的電壓幅值，0ij是節(jié)點i到節(jié)點j的電壓相角差，Gij和Bij表示節(jié)點 導(dǎo)納陣中對應(yīng)節(jié)點i和j之間的電導(dǎo)和電納，η是系統(tǒng)節(jié)點總數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的頻率狀態(tài)參數(shù)檢測方法，其特征在于，所述負荷注入功率量測 方程為：其中，PLi和QLi分別為負荷注入的有功功率和無功功率，PL_set和QL_set分別表示該負荷的 有功和無功的初始值，A f表示系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時頻率與額定值的偏差，Ui和Uj分別表示節(jié)點i和j 的電壓幅值，9ij是節(jié)點i到節(jié)點j的電壓相角差，Gij和Bij表示節(jié)點導(dǎo)納陣中對應(yīng)節(jié)點i和j之 間的電導(dǎo)和電納，KjPKj別表示負荷有功和無功對應(yīng)的調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)，p P、pc、pz和qP、qc、q z 表示負荷模型靜態(tài)電壓特性系數(shù)，Ul和ULB分別是該負荷的電壓運行值和額定電壓值。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的頻率狀態(tài)參數(shù)檢測方法，其特征在于，所述異步風(fēng)機注入功率 量測方程為： ill ^ ^、+. ， ?. 其中，Pgi和Qgi分別為異步風(fēng)機注入的有功功率和無功功率，△ f表示系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時頻率與 額定值的偏差，R2為轉(zhuǎn)子電阻;s是滑差，U為風(fēng)機輸出的電壓，X12 = ，XjPX2分別表示定 子電抗和轉(zhuǎn)子電抗，Xm為勵磁電抗。9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻率狀態(tài)參數(shù)檢測方法，其特征在于，所述狀態(tài)方程為： 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為迭代次數(shù)，△ x(k)為第k次迭代時的狀態(tài)修正量，X為狀態(tài)量，Z為量測量，h為非 線性量測函數(shù)，H(x)為h(x)的雅克比矩陣，T表示矩陣的轉(zhuǎn)置，W為對角權(quán)重矩陣，Wii=l/ 〇1 2，〇1為標(biāo)準差，x(k)為第k次迭代前的狀態(tài)量，x(k+1)為第k次迭代后的狀態(tài)量。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的頻率狀態(tài)參數(shù)檢測方法，其特征在于，所述收斂條件為：其中，λ為設(shè)定的收斂精度，i為狀態(tài)量的編號。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種頻率狀態(tài)參數(shù)檢測方法，包括以下步驟：建立計及頻率偏差的異步風(fēng)機的簡化RX模型，根據(jù)所述簡化RX模型獲取Γ形簡化電路，根據(jù)所述Γ形簡化電路構(gòu)造計及頻率偏差的量測方程；根據(jù)所述量測方程構(gòu)造雅克比矩陣，根據(jù)所述雅克比矩陣和電力系統(tǒng)的初始頻率狀態(tài)參數(shù)建立頻率狀態(tài)的狀態(tài)方程，對所述狀態(tài)方程進行迭代求解，得到所述狀態(tài)方程的狀態(tài)修正量；根據(jù)所述狀態(tài)修正量對所述初始頻率狀態(tài)參數(shù)進行修正，并重復(fù)根據(jù)所述雅克比矩陣和初始頻率狀態(tài)參數(shù)建立頻率狀態(tài)的狀態(tài)方程的步驟，直到所述狀態(tài)修正量滿足預(yù)設(shè)的收斂條件，將修正后的初始頻率狀態(tài)參數(shù)設(shè)為電力系統(tǒng)當(dāng)前的頻率狀態(tài)。
【IPC分類】H02J3/24
【公開號】CN105633984
【申請?zhí)枴緾N201610131266
【發(fā)明人】王莉, 魯?shù)落h, 張少凡, 祁忠, 華煌圣, 高強, 蔡燕春, 秦綺蒨, 李俊格, 楊詠梅, 區(qū)燕敏, 曹杰
【申請人】廣州供電局有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月8日