(19)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 202210886454.8 (22)申请日 2022.07.26 (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　任田峰　 (74)专利代理 机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 专利代理师 鲁保良　李洪福 (51)Int.Cl. G06F 17/16(2006.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 快速分解法状态估计变压器量测雅可比矩 阵元素形成方法 (57)摘要 本发明公开了一种快速分解法状态估计变 压器量测雅可比矩阵元素形成方法， 当第p个量 测量为变压器首节点i流向末节点j的无功功率 量测量时， Q ‑U类常数雅可比矩阵Br的第p行第i 列元素Br.pi在传统方法基础 上乘以修正系数β， β与电力系统规模和结构 有关， 通常取值范围为 [1.01,1.10]。 本发明通过变压器无功功率量测 雅可比矩阵元素乘以一个修正系数β， 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12页 附图3页 CN 115292664 A 2022.11.04 CN 115292664 A 1.快速分解法状态估计变压器量测雅可比矩阵元素形成方法， 其特征在于： 包括以下 步骤： A、 读取网络数据和量测数据； B、 电压初始化， 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Q‑U类常数雅可比矩阵Br； 形成Br的步骤如下： C1、 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l个 量测量为节点i的节点电压幅值量测量， 则Br 第l行第i列元 素为‑1/U0， Br第l行其他元素都为0； C2、 设置量测量计数p＝1； C3、 取第p个量测量的类型T； C4、 判断量测类型T是否为变压器首端无功功率量测类型， 如果不是变压器首端无功功 率量测类型， 转到步骤C7； C5、 取第p个量测量对应的变压器的首节点 号i； C6、 按式(1)修 正矩阵Br的第p行第i列元 素Br.pi； Br.pi＝β Br.pi     (1) 式中， β 为修正系数， 与电力系统规模和结构有关， 取值范围为[1.01,1.10]； C7、 令p＝p+1； C8、 判断p是否大于量测量个数m， 如果p大于量测量个数m， 转到步骤D； 否则返回到步骤 C3进行下一次迭代； D、 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； 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； 式中， A为na×na阶有功信息矩阵； na为节点电压相角状态变量个数； 式中， C为nr×nr阶无功信息矩阵； nr为节点电压幅值状态变量个数； F、 设置迭代计数t＝0， 并设ΔUmax＝2 εU； G、 计算有功自由向量a(t)， 解方程(4)求Δ δ(t)， 并求电压相角最大修 正量|Δ δmax|； AΔ δ(t)＝a(t)       (4) 式中， a为na维有功自由向量； Δδ为节点电压相角修正量列向量； 上标(t)表示第t次迭 代； 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， 包括输电线权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115292664 A 2路和变压器的支路有功功率量测量和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； 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， ΔU为节点电压幅值 修正量列向量； c为 nr维无功自由向量， 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(9)修 正电压幅值， 转到步骤M； U(t+1)＝U(t)+ΔU(t)      (9) 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 115292664 A 3