(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111657998.9 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 大连海事大学 地址 116026 辽宁省大连市高新园区凌海 路1号 (72)发明人 姚玉斌　文洁　 (74)专利代理 机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 代理人 鲁保良　李洪福 (51)Int.Cl. G06F 17/16(2006.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 17/10(2006.01) G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种快速分解状态估计变压器量测雅可比 矩阵形成方法 (57)摘要 本发明公开了一种快速分解状态估计变压 器量测雅可比矩阵形成方法， 采用非标准变比k 位于首节点i侧且等值阻抗位于末节点j侧的变 压器等值电路， 当第l个量测量为变压器首节点i 流向末节点j的无功量测量时， Q ‑U类常数雅可比 矩阵Br的第l行第i列元素Br.li在常规方法基础 上乘以(3 ‑2k)； 量测量为变压器末节点j流向首 节点i的无功量测量时， Br的第l行第j列元素 Br.lj乘以(3‑2/k)。 本发明通过变压器无功量测 雅可比矩阵元素乘以一个系数， 来改进快速分解 状态估计的变压器无功功率量测雅可比矩 阵的 计算方法， 可有效改善状态估计的收敛性。 实施 算例表明本发 明可以显著改善收敛性， 明显减少 电力系统状态估计的迭代次数。 权利要求书2页 说明书11页 附图2页 CN 114385974 A 2022.04.22 CN 114385974 A 1.一种快速分解状态估计变压器量测雅可比矩阵形成方法， 其特征在于： 包括以下步 骤： A、 读取网络数据和量测数据； B、 电压初值 化， 设置各节点电压幅值 为参考节点电压幅值初始给定值U0， 电压相角为0； C、 形成P‑δ类常数雅可比矩阵Ba； 对于节点注入有功功率量测量， Ba为仅用支路电抗形 成的节点导纳矩阵的虚 部， 忽略掉 对有功功率分布影响很小的变压器非标准变比和输电线路对地电容以及支路电阻； 对于支 路有功功率量测量， Ba为仅用该支路电抗形成的节点导纳矩阵的虚部， 忽略掉对有功功率 分布影响很小的变压器非标准变比和输电线路对地电容以及支路电阻； D、 形成Q‑U类常数雅可比矩阵Br； 形成Br的步骤如下： D1、 按传统方法形成Br； 对于节点注入无功功率量测量， Br取节点导纳矩阵的虚部； 对于支路无功功率量测量， Br取该支路的节点导纳矩阵的虚部； 如果第p个 量测量为节点i的节点电压幅值量测量， 则Br 第p行第i列元 素为‑1/U0， Br第p行其他元素都为0； D2、 设置量测量计数l ＝1； D3、 取第l个量测量的类型T； D4、 判断量测量类型T是否为变压器首端流向末端的无功功率量测量类型TQIJ， 如果不 是TQIJ类型， 转到步骤D7； D5、 取第l个量测量对应的变压器的首节点 号i、 非标准变比k； D6、 按式(1)修 正矩阵Br的第l行第i列元 素Br.li， 转到步骤D10； Br.li＝(3‑2k)Br.li                               (1) 式中， k为变压器非标准变比， 变压器等值电路中， 非标准变比k位于变压器首节点i侧， 等值阻抗位于末节点j侧； D7、 判断量测量类型T是否为变压器末端流向首端的无功功率量测量类型TQJI， 如果不 是TQJI类型， 转到步骤D10； D8、 取第l个量测量对应的变压器的末节点 号j、 非标准变比k； D9、 按式(2)修 正矩阵Br的第l行第j列元 素Br.lj； Br.lj＝(3‑2/k)Br.lj                              (2) D10、 令l＝l+1； D11、 判断l是否大于量测量个数m， 如果l大于量测量个数m， 转到步骤E； 否则返回到步 骤D3进行 下一次迭代； E、 形成快速分解状态估计修 正方程的信息矩阵A及C并进行三角分解； F、 设置迭代计数t＝0， 并设ΔUmax＝10 εU； G、 计算有功自由向量a(t)， 解方程(3)求Δ δ(t)， 并求电压相角最大修 正量|Δ δmax|； AΔ δ(t)＝a(t)                               (3) 式中， A为na×na阶有功信息矩阵； a为na维有功自由向量； Δδ为节点电压相角修正量列 向量； na为节点电压相角状态变量个数； 上 标(t)表示第t次迭代；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114385974 A 2式中， Ba为ma×na阶P‑δ类常数雅可比矩阵； za为ma维有功类量测量列向量， 包括输电线 路和变压器的支路有功功率量测量、 节点注入有功功率量测量； ha为对应于za的量测函数； 为对应于za的ma阶权重对角矩阵； δ为na维节点电压相角列向量； U为nr维节点电压幅值 列向量； ma为有功类量测量个数； nr为节点电压幅值状态变量个数； H、 判断电压相角最大修正量|Δδmax|是否小于 收敛精度εδ； 如果小于 收敛精度εδ， 转到 步骤I； 否则， 按式(6)修 正电压相角， 转到步骤J； δ(t+1)＝ δ(t)+Δ δ(t)                                (6) I、 判断电压幅值最大修正量|ΔUmax|是否小于 收敛精度εU； 如果小于 收敛精度εU， 转到 步骤N； 否则， 转到步骤J； J、 计算无功自由向量c(t)， 解方程(7)求ΔU(t)， 并求电压幅值 最大修正量|ΔUmax|； CΔU(t)＝c(t)                                (7) 式中， C为nr×nr阶无功信息矩阵； c为nr维无功自由向量； ΔU为节点电压幅值修正量列 向量； 计算公式如下： 式中， Br为mr×nr阶Q‑U类常数雅可比矩阵； zr为mr维无功类量测量列向量， 包括输电线 路和变压器 的支路无功功率量测量、 节点注入无功功率量测量和节点电压幅值量测量； hr 为对应于 zr的量测函数； 为对应于 zr的mr阶权重对角矩阵； mr为无功类量测量个数； K、 判断电压幅值最大修正量|ΔUmax|是否小于 收敛精度εU； 如果小于 收敛精度εU， 转到 步骤L； 否则， 按式(10)修 正电压幅值， 转到步骤M； U(t+1)＝U(t)+ΔU(t)                            (10) L、 判断电压相角最大修正量|Δδmax|是否小于 收敛精度εδ； 如果小于 收敛精度εδ， 转到 步骤N； 否则， 转到步骤M； M、 令t＝t+1， 返回到步骤G进行 下一次迭代； N、 输出状态估计结果， 结束。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114385974 A 3