PDF《含电压源换流器的交直流混联电网状态估计快速解耦法》

8 ) Q m s , i=[ Qm s c , i Qm c s , i] T = Qs , i( Uc , i, δ i, Us , i, Yi, α i) + ηQs , i (

9 ) 其中, 式( 4) 和式( 5) 为VSC直流电压、 直流电 流注入量测;

式(

6 ) 和式( 7) 则为直流网络的注入功 率量测以及支路量测, Gd=( gd , i j ) 为直流网络电导 矩阵;

式(

8 ) 和式(

9 ) 为VSC支路的交直流交换功率 量测, 量测方程见附录 A 式( A

1 ) 和式( A

2 ) .

2 ) 计及损耗的注入量测 考虑直流系统的功率平衡关 系, 为简化计算, V S C工作损耗经常忽略不计, 此时有直流功率 Pd , i 与换流桥直流侧的有功功率Pc s , i 相等.然而对计 算精度有较高要求时, 换流开关器件的损耗不可忽 略[

1 3] .描述功率约束的注入方程计及了 V S C 的功 率损耗, 表示为: 0= ud , i i d , i-Pc s , i( Uc , i, δ i, Us , i, Yi, α i) +Pl o s s= ud , i i d , i-Pc s , i( Uc , i, δ i, Us , i, Yi, α i) + A+B I a c+C I

2 a c (

1 0 ) 式中: I a c= ( G2 i j+B2 i j) ( U2 s , i+ U2 c , i-

2 Us , i Uc , i c o s δ i) 为VSC支路的交流电流幅值;

A, B, C 分别为应用 领域的损耗模拟系数[

1 4 ] .

3 ) V S C控制伪量测方程 多端直流系统运行灵活, 但控制策略更为复杂. 由于状态估计中考虑某个时间断面, 系统级控制方 式可以 看作各个换流器的基本控制方式的组合. V S C有功 类和无功类的控制伪量测方程分别如式(

1 1 ) 和式(

1 2 ) 所示.

1 7 张潼, 等 含电压源换流器的交直流混联电网状态估计快速解耦法 0= us d , i- ud , i+ η u d , i 0=Ps s , i-Ps , i+ ηPs , i { (

1 1 ) 0=Q s s , i-Qs , i+ ηQs , i 0= Us s , i- Us , i+ η Us , i { (

1 2 ) 式(

1 1 ) 为有功类的定直流电压、 定交流有功功 率控制;

式(

1 2 ) 为无功类的定交流母线电压、 定交流 无功功率控制.每台 V S C 各含有1个有功和无功 控制伪量测方程.

2 交直流状态估计模型及解耦策略 2.

1 交直流状态估计模型 综上所述, A C / D C状态估计的非线性量测方程 由式(

3 ) ―式(

1 2 ) 组成, 可统一表达为: z= za c zd c é ? ê ê ù ? ú ú = ha c( xa c, xd c) hd c( xa c, xd c) é ? ê ê ù ? ú ú + η a c ηd c é ? ê ê ù ? ú ú xa c=[ θ i, Ui] T i∈( N∪L) xd c=[ ud , i, Uc , i, δ i] T i=1, 2, …, nc ì ? í ? ? ? ? ? ? (

1 3 ) 基于加权最小二乘( WL S) 准则的状态估计是 在概率意义上确定系统状态变量x=[ xT a c, xT d c] T , 使 最小二乘问题的目标函数取得最小值.可以得到状 态估计的迭代形式: ( HT ( x ( k) a c , x ( k) d c ) R-1 H( x ( k) a c , x ( k) d c ) ) Δ x ( k) = HT R-1 ( z- h( x ( k) a c , x ( k) d c ) ) (

1 4 ) 式中: R-1 为交、 直流量测的加权系数对角矩阵;

上标 k 表示第k 次迭代过程;

H( x ( k) a c , x ( k) d c ) 为统一的 交直流量测雅可比矩阵, 表达式如式(

1 5 ) 所示. H( xa c, xd c) = ? ha c ? xa c ? ha c ? xd c ? hd c ? xa c ? hd c ? xd c é ? ê ê ê ê ê ù ? ú ú ú ú ú = Ha c Ha c - d c Hd c - a c Hd c é ? ê ê ù ? ú ú (

1 5 ) 式(

1 4 ) 、 式(

1 5 ) 构成同时求解法状态估计的数 学模型.这种方法严格计及了交、 直流之间的耦合 因素, 可以看作其他交直流状态估计模型的基础, 具 有重要的理论意义. 为方便表述, 将部分交流量测扩展至直流部分, 并按有功、 无功类对交直流量测分类, 修改后的分块 A C / D C量测如下.

1 ) 不与 V S C连接的交流内部节点集合 N 的无 功功率和电压幅值量测zQ .