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申请/专利权人：重庆大学

摘要：本发明公开考虑公专用配电变压器测量特点的中压馈线电网三相状态估计方法，步骤为：1获取电网的基础数据；2建立中压馈线电网端点导纳矩阵Y；3数据初始化；4设定公用配电变压器低压侧端点、联络端点、平衡端点、专用配电变压器高压侧端点的量测量和状态变量，并计算量测量残差r和量测量的雅可比矩阵H；5迭代更新状态变量xtime，并进行收敛性判断；当满足迭代结束条件时，输出计算结果，否则，令time＝time+1，并返回步骤4。本发明充分考虑了中压网络端点需满足零序电流为零的条件以及智能电表在三相三线中压网络和三相四线低压网络的测量特点，能够更加有效的进行中压馈线电网的三相状态估计计算。

主权项：1.考虑公专用配电变压器测量特点的中压馈线电网三相状态估计方法，其特征在于，包括以下步骤：1获取电网的基础数据；2建立中压馈线电网端点导纳矩阵Y；3数据初始化；4设定公用配电变压器低压侧端点、联络端点、平衡端点、专用配电变压器高压侧端点的量测量和状态变量，并计算量测量残差r和量测量的雅可比矩阵H；5迭代更新状态变量xtime，并进行收敛性判断；当满足迭代结束条件时，输出计算结果，否则，令迭代次数time＝time+1，并返回步骤4；计算量测量残差r和雅可比矩阵H的步骤如下：4.1确定每类端点的量测量和对应的状态变量；其中，公用配电变压器低压侧端点的量测量表示公用配电变压器低压侧端点d相注入电流幅值量测；为公用配电变压器低压侧端点的相对中性点的电压幅值量测；08×1表示公用配电变压器低压侧端点等效注入电流量测；公用配电变压器低压侧端点状态量包括三相电压实部和虚部、中性点的电压实部和虚部；平衡端点的量测量记为表示平衡端点α相注入电流幅值；α∈B0，B0＝{a,b}表示A相和B相节点集合；表示平衡端点αc两相线电压幅值；和分别表示平衡端点αc两相线有功和两相线无功；专用配电变压器高压侧端点的量测量记为表示专用配电变压器高压侧端点α相注入电流幅值；表示专用配电变压器高压侧端点αc两相线电压幅值；Piαc和分别表示专用配电变压器高压侧端点αc两相线有功和两相线无功；02×1表示零序电流；平衡端点和专用配电变压器高压侧端点的状态变量包括三相电压的实部和虚部；中压网络联络端点的量测量记为zh＝[06×1]；06×1表示联络端点零注入虚拟电流量测值；中压网络联络端点的状态变量包括三相电压实部和虚部、中性点的电压实部和虚部；4.2计算三相状态估计中的量测量残差，即；r＝z-hx1式中，z为m维的量测量；m为量测量个数；x为n维的状态变量；n为状态变量个数；m＞n；hx为量测方程；r为量测量残差；专用配电变压器高压侧端点两相线有功Piαc、两相线无功和两相注入电流幅值的量测方程如下所示： 式中，表示端点α相注入电流幅值；α∈B0，B0＝{a,b}表示A相和B相节点集合；Piαc和分别表示端点αc两相线有功和两相线无功；表示电压的实部和虚部；表示电压的实部和虚部；和分别表示的实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部；表示与端点i相连接的端点集合，且包含端点i；BP＝{a,b,c}为三相节点的集合；专用配电变压器高压侧端点i的两相线电压幅值的量测方程如下所示： 式中，表示αc两相线电压幅值；专用配电变压器高压侧零序电流的量测方程如下所示： 式中，表示与端点i相连接的端点集合，且包含端点i；BP＝{a,b,c}为三相节点的集合；和分别表示电压的实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部；平衡端点量测方程如下所示：平衡端点两相线有功两相线无功和两相注入电流幅值的量测方程如下所示： 式中，表示端点α相注入电流幅值；α∈B0，B0＝{a,b}表示A相和B相节点集合；和分别表示端点αc两相线有功和两相线无功；表示电压的实部和虚部；表示电压的实部和虚部；和分别表示的实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部；表示与端点s相连接的端点集合，且包含端点s；BP＝{a,b,c}为三相节点的集合；平衡端点两相线电压幅值的量测方程如下所示： 式中，表示αc两相线电压幅值；平衡端点零序电流的量测方程如下所示： 式中，和分别表示电压的实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部；公用配电变压器低压侧d相节点上的等效注入电流量测方程如下所示： 式中，为d相节点的等效注入电流；为中性点的等效注入电流；为包括端点j且与端点j直接相连端点的集合；B1＝{a,b,c,n}为三相节点和中性点的集合；为端点导纳矩阵中端点j中d相节点和端点k中t相节点的导纳元素；为端点导纳矩阵中端点j中中性点和端点k中t相节点的导纳元素；为端点k中t相节点电压相量；d∈BP，BP＝{a,b,c}为三相节点的集合；为端点j处d相对于中性点的注入功率，且为端点j处d相相对中性点的发电机功率；为端点j处d相相对中性点的负荷功率；为端点j的d相节点电压相量；为端点j的中性点电压相量；公用配电变压器低压侧端点j的三相相对于中性点n的电压幅值的量测方程如下所示： 式中，为端点的相对中性点的电压幅值；分别表示电压的实部和虚部；分别表示电压的实部和虚部；d∈BP，BP＝{a,b,c}为三相节点的集合；公用配电变压器低压侧电流幅值量测方程如下所示： 式中，表示端点d相注入电流幅值；和分别表示的实部和虚部；和表示的实部和虚部；表示与端点j相连接的端点集合，且包含端点j；B1＝{a,b,c,n}为三相和中性点的集合；联络端点量测方程如下所示： 式中，和分别表示的实部和虚部；和表示的实部和虚部；表示与端点h相连接的端点集合，且包含端点h；B∈{Bp,B1}，Bp＝{a,b,c}为三相节点的集合，B1＝{a,b,c,n}为三相和中性点的集合；4.3建立平衡端点的雅可比矩阵，分为以下三种情况：I当平衡端点状态变量为平衡端点电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵Hss如下所示：Hss＝[Hss1α,1:6；Hss2α,1:6；Hss31:4,1:6]19 表示电压的实部和虚部；其中，雅可比子矩阵Hss1α,1:6、雅可比子矩阵Hss2α,1:6、雅可比子矩阵Hss31:4,1:6分别如下所示： Hss2α,1:6＝[Γ1Γ2]21 式中，为导纳的实部和虚部；雅可比子矩阵Hss2α,1:6中的子矩阵Γ1和子矩阵Γ2分别如下所示： 雅可比子矩阵Hss31:4,1:6中的参数参数参数分别如下所示： 雅可比子矩阵Hss31:4,1:6中的参数参数参数分别如下所示： 雅可比子矩阵Hss31:4,1:6中的参数参数参数分别如下所示： 雅可比子矩阵Hss31:4,1:6中的参数参数参数分别如下所示： 式中，α1，α2∈B0；α1≠α2；B0＝{a,b}；α∈B0；II当状态变量为除平衡端点和公用配电变压器低压侧端点外的其它端点电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵Hsw如下所示：Hsw＝[Hsw1α,1:6；Hsw2α,1:6；Hsw31:4,1:6]28式中，端点w∈{i,h}；表示电压的实部和虚部；其中，雅可比子矩阵Hsw1α,1:6、雅可比子矩阵Hsw2α,1:6、雅可比子矩阵Hsw31:4,1:6分别如下所示： Hsw2α,1:6＝[02×6]30 式中，为导纳的实部和虚部；为导纳的实部和虚部；III当状态变量为公用配电变压器低压侧端点电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵为Hsj；δ∈B1，B1＝{a,b,c,n}为三相和中性点的集合；雅可比子矩阵Hsj如下所示：Hsj1:8,1:8＝[08×8]324.4建立专用配电变压器高压侧端点的雅可比矩阵，包括以下步骤：4.4.1针对专用配电变压器量测量建立雅克比矩阵；分为以下三种情况：I当状态变量为该端点本身的电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵Hii如下所示：Hii＝[Hii1α,1:6；Hii2α,1:6；Hii31:4,1:6]33其中，雅可比子矩阵Hii1α,1:6、雅可比子矩阵Hii2α,1:6、雅可比子矩阵Hii31:4,1:6分别如下所示： Hii2α,1:6＝[Γ3Γ4]35 式中，为导纳的实部和虚部；为导纳的实部和虚部；雅可比子矩阵Hii2α,1:6中的子矩阵Γ3和子矩阵Γ4分别如下所示： 雅可比子矩阵Hii31:4,1:6中的参数参数参数分别如下所示： 雅可比子矩阵Hii31:4,1:6中的参数参数参数分别如下所示： 雅可比子矩阵Hii31:4,1:6中的参数参数参数分别如下所示： 雅可比子矩阵Hii31:4,1:6中的参数参数参数分别如下所示： 式中，α1，α2∈B0；α1≠α2；B0＝{a,b}；II当状态变量为除本身端点和公用配电变压器低压侧端点外的其它端点电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵Hiw如下所示：Hiw＝[Hiw1α,1:6；Hiw2α,1:6；Hiw31:4,1:6]42式中，端点w∈{s,i,h}；其中，雅可比子矩阵Hiw1α,1:6、雅可比子矩阵Hiw2α,1:6、雅可比子矩阵Hiw31:4,1:6分别如下所示： Hiw2α,1:6＝[02×6]44 式中，为导纳的实部和虚部；为导纳的实部和虚部；III当状态变量为公用配电变压器低压侧端点电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵为Hij；δ∈B1，B1＝{a,b,c,n}为三相和中性点的集合；雅可比子矩阵Hij如下所示：Hij1:8,1:8＝[08×8]464.4.2针对专用配电变压器高压侧零序电流的量测量[02×1]，建立雅克比矩阵，分为以下两种情况：I当状态变量为中压网络端点电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵为Hiw；w∈{s,i,h}；雅可比子矩阵Hiw如下所示： 式中，为导纳的实部和虚部；II当状态变量为公用配电变压器低压侧端点电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵为Hij，即： 式中，为导纳的实部和虚部；4.5建立联络端点的雅可比矩阵，分为以下两种情况：I当状态变量为中压网络端点电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵为Hhw；w∈{s,i,h}；雅可比子矩阵Hhw如下所示： 式中，为导纳的实部和虚部；II当状态变量为公用配电变压器低压侧端点电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵为Hhj，即： 式中，为导纳的实部和虚部；4.6建立公用配电变压器低压侧端点的雅可比矩阵，分为以下三种情况：I当状态变量为中压网络端点电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵为Hjw；w∈{s,i,h}；雅可比子矩阵Hjw如下所示：Hjw1:14,1:6＝[Hjw1d,1:6；Hjw2d,1:6；Hjw31:8,1:6]51其中，雅可比子矩阵Hjw1d,1:6、雅可比子矩阵Hjw2d,1:6、雅可比子矩阵Hjw31:8,1:6分别如下所示： Hjw2d,1:6＝[03×6]53 式中，为导纳的实部和虚部；为导纳的实部和虚部；为导纳的实部和虚部；II当状态变量为公用配电变压器低压侧端点电压实部和虚部，即状态变量且w≠j时，雅可比子矩阵为Hjw，即：Hjw1:14,1:8＝[Hjw1d,1:8；Hjw2d,1:8；Hjw31:8,1:8]55其中，雅可比子矩阵Hjw1d,1:8、雅可比子矩阵Hjw2d,1:8、雅可比子矩阵Hjw31:8,1:8分别如下所示： Hjw2d,1:8＝[03×8]57 式中，δ1，δ2∈B1，且α1≠α2；为导纳的实部和虚部；III当状态变量为公用配电变压器低压侧端点电压实部和虚部，即状态变量时，雅可比子矩阵为Hjj，即：Hjj1:14,1:8＝[Hjj1d,1:8；Hjj2d,1:8；Hjj31:8,1:8]59其中，雅可比子矩阵Hjj1d,1:8、雅可比子矩阵Hjj2d,1:8、雅可比子矩阵Hjj31:8,1:8分别如下所示： 式中，为导纳的实部和虚部；为导纳的实部和虚部；为导纳的实部和虚部；其中，雅可比子矩阵ΔHjj31:8,1:8的参数参数如下所示： 式中，为有功功率和无功功率。

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