有关EMS的最优线路参数估计模型

有关EMS的最优线路参数估计模型　　摘要：当前电力系统实际情况，提出一种新的线路参数估计方法，考虑了测量函数、电压降落方程及测量数据约束方程，建立基于能量管理系统(EMS)的最优线路参数估计模型。该模型采用线路首端功率及两端电压幅值的多断面数据进行计算，其数据可以直接从EMS的数据库中获取，同时引入了测量同步系数，可以极大的消除测量误差以及测量不同步的影响，符合当前电力系统的实际要求，具有广阔的应用范围。通过仿真算例验证了所提模型的有效性和可靠性。　　关键词：电力系统；线路参数；状态估计；参数估计　　1．引言　　线路参数是电网模型的重要参数之一，所有的电网计算都与线路参数有着密切的关系。电力系统状态估计、保护整定、稳态潮流分析、故障定位等都依赖于精确的线路参数。而线路参数值一般是在投运前通过经典公式计算[1]-[3]或者通过实验数据计算[4]得到，我们称为值。但是，经典计算公式中的多项物理参数采用近似处理，且电网的实际运行条件与设计运行条件不能完全一致，线路自身也会局部、缓慢地变化，因此线路参数的真实值与设计值之间可能存在较大的偏差。参数不准确会影响电网分析计算的精度，甚至会导致与运行实际严重不符的计算结果，所以需要根据已有量测重新估计线路参数。　　诸多学者为解决这一问题，相继提出了一系列估计方法。采用增广状态估计法进行参数估计，可估计线路参数及变压器参数等。该方法将线路参数估计看作是状态估计的增广，将待估参数直接作为状态量进行估计。由于状态变量的增加，也增加了对系统状态可观测性的要求[8]。采用量测残差分析法，该方法第一步进行常规的状态估计，第二步再根据量测残差进行参数估计。　　前面的方法是基于全网的量测值，一次完成多条线路参数的估计。另一种线路参数估计的方法是以一条待估计线路为观测对象，利用线路两端的量测值进行参数估计。将架空线路模型等效为一个无源二端口网络，通过测量两端电流电压向量，计算二端口的ABCD参数。文献[12]利用两端电流电压向量计算线路的特性阻抗及传播系数。利用两端的向量测量在线计算线路阻抗，分别考虑了短线路计算及长线路精确计算。这种计算方法采用的是某一时刻线路两端的向量测量值进行计算，要求两端的测量完全同步[14]，一般采用同步向量测量装置(PMU)提供的数据。　　上面两类计算方法中，前者采用某一个数据断面进行计算，后者采用一次或者两次测量值进行计算，两者均对测量精度要求极高，一次测量误差都会直接影响计算结果。针对这一问题，文献[15]提出了一种最优线路参数估计，以一条线路为估计对象，利用PMU提供多组电压电流向量集，计算线路参数的最优解，减少测量误差的影响。但是，广域相量测量系统(WAMS)还不完善，特别是在地级以下电网均没有配置PMU。本文同样以一条线路为估计对象，提出一种新的最优线路参数估计模型，本模型采用线路首端功率及两端电压幅值进行计算，可以直接从能量管理系统(EMS)的数据库中获取数据，同时增加了测量数据约束方程及测量同步系数，提高估计的有效性。本方案符合当前电力的实际要求，适用于具有电网调度自动化系统的所有电网。　　2．线路量测系统及等值电路本文以待估计的线路为观测对象，图1为待估计的一条线路，线路两端连接母线1（首端）及母线2（末端）。建成投运的传输线路在两端均会安装如图1所示的量测系统，其测量数据将被传送到EMS的数据库中，传送的测量数据包括母线电压幅值及线路的电流幅值、有功、无功等。　　线路量测系统图Fig.1Measurementsystemoftheline本文考虑的线路参数模型采用Π型等值电路，如图2，R、X、B分别为线路的总电阻、总电抗、总电纳，图中的规定了电流及功率的正方向。　　1V21I为线路首端的电压电流幅值，、2V2I为线路末端得电压电流幅值，11PjQ+、2PjQ+分别为线路首、末端的支路功率。