CN106295160A - 交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，包括依据PMU量测值对交直流互联电网中直流输电单元做等效阻抗或等效电流源处理，得到第一次修正导纳矩阵；对交直流互联电网中当前状态负荷节点的负荷做等效阻抗处理，得到等效阻抗处理后的第二次修正导纳矩阵；断开交直流互联电网中当前状态负荷节点处的负荷阻抗，根据第二次修正导纳矩阵，得到计算开路电压用的节点导纳矩阵；根据计算开路电压用的节点导纳矩阵，结合当前状态各节点状态信息，得到计算开路电压用的节点电压方程；计算戴维南等值阻抗，从而可获得交直流互联电网中所研究负荷节点的戴维南等值全部参数。

Description

交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法

技术领域

本发明属于电力行业领域，尤其涉及一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法。

背景技术

电力系统作为复杂的信息物理系统，其稳定运行离不开状态的监视和控制，态势感知使电网运行人员能够了解当前电网运行状态，并能准确预知将来可能发生的情况，以便采取有效的行动，显著提高了电力系统运行的安全性和经济性。2003年8月14日的美加大停电的事故关键原因之一是缺乏态势感知或态势感知不足，因此提升态势感知能力是准确有效掌握电网安全的重要技术手段，美国联邦能源管理委员会和国家标准和技术学会等机构已将态势感知列为智能电网优先支持的技术领域之一。

随着PMU(Phasor Measurement Unit，电力系统同步相量测量装置)的推广，广域量测系统(WAMS)日趋成熟，电力系统的广域时空量测信息，为电网态势感知技术的发展带来了新的机遇和视野。戴维南等值参数的在线准确辨识是提升智能电网态势感知能力的关键技术。其中，PMU电力系统同步相量测量装置用于进行同步相量的测量和输出以及进行动态记录的装置。

高压直流输电传输容量在系统中所占比例越来越大，交流系统变得相对较弱，直流输电为受端交流系统供电的同时，其消耗的无功功率约为直流传输功率的40％～60％，这使得与高压直流输电相连的交流系统的稳定性问题变得日益突出，尤其伴随着可再生能源的大规模并网，电网运行中的随机性和波动性显著增加，使得提升交直流互联电网态势感知能力的需求变得更加迫切。

目前研究的戴维南等值技术在交直流互联电网态势感知方面的应用，仅仅关注交直流电网互联节点处的稳定状况已不能满足新形势下电网安全运行的要求，交直流互联电网中随机波动较大节点的稳定状况同样至关重要。因此，在不确定背景下来判断交直流互联电网的稳定问题，对于保证交直流互联系统的安全可靠稳定运行和充分发挥直流输电的巨大潜力有着重要意义。

然而，目前已有戴维南等值参数辨识方法未针对交直流互联电网中随机波动较大节点进行稳定状况判断，而且已有戴维南等值参数辨识方法研究对象都是纯交流网络，未研究交直流互联系统中交流侧节点戴维南参数辨识时直流输电支路的处理方式，因而无法将现有方法直接应用于交直流互联电网。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，该方法能够在不确定背景下应用戴维南等值参数辨识技术进行交直流互联电网的稳定性判断，用来保证交直流互联系统的安全可靠稳定运行。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，包括：

步骤(1)：依据PMU量测值对交直流互联电网中直流输电单元做等效阻抗或等效电流源处理，得到交直流互联电网的第一次修正的导纳矩阵；

步骤(2)：对交直流互联电网中当前状态负荷节点的负荷做等效阻抗处理，进而对第一次修正的导纳矩阵再次修正，得到等效阻抗处理后的第二次修正的导纳矩阵；

步骤(3)：断开交直流互联电网中当前状态负荷节点处的负荷阻抗，根据第二次修正的导纳矩阵，得到计算开路电压用的节点导纳矩阵；

步骤(4)：根据计算开路电压用的节点导纳矩阵，结合当前状态各节点状态信息，得到计算开路电压用的节点电压方程；

步骤(5)：根据计算开路电压用的节点电压方程，计算负荷节点的开路电压，并将所述开路电压作为戴维南等值电势，再结合负荷节点通过PMU量测获得的电压信息，计算戴维南等值阻抗，从而可获得交直流互联电网中所研究负荷节点的戴维南等值全部参数。

所述步骤(1)中的交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗，由PMU量测的交直流互联节点电压与电流的比值计算得到。

所述步骤(1)中的交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗，由PMU量测的交直流互联节点电压的平方与交直流互联节点处复功率共轭的比值；其中，交直流互联节点处复功率共轭等于交直流互联节点处的有功功率减去无功功率。

对于交直流互联节点的阻抗Z_k可由量测电压和电流或功率通过下式计算获得：

$Z_k={\stackrel{\·}{U}}_k/{\stackrel{\·}{I}}_k=\frac{U_k^2}{P_k-{\mathrm{jQ}}_k}$

式中：P_k和Q_k分别为量测得到的节点k电压、注入电流向量、注入有功和无功功率。

所述步骤(1)中的交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗随着交直流互联电网运行状态发生变化而变化。

交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗并非按照恒阻抗模型来处理的，而是当交直流互联电网运行状态发生变化时，而交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗也随之变化。这样提高了交直流互联电网的各个节点的戴维南等值参数的等值精度，进而提高了交直流互联电网稳定性的判断的准确性。

所述步骤(2)中，对交直流互联电网中当前状态负荷节点的负荷做等效阻抗处理的具体过程为：

确定交直流互联电网中PV节点与平衡节点个数之和、PQ节点数以及总节点数；在广域量测条件下，交直流互联电网的各节点电压幅值、相位和有功无功功率均为已知，计算时刻交直流互联电网状态断面下，所有的PV节点和平衡节点均视为理想电压源，对于带负荷的PQ节点，其负荷均可以由该节点的功率和电压，计算得到一个等效负荷阻抗。

因此，交直流互联电网中负荷节点的等效负荷阻抗也是随着负荷节点的当前状态的变化而变化的。

所述步骤(2)中第二次修正的导纳矩阵的计算过程为：

将等效负荷阻抗归并到第一次修正的导纳矩阵中，只需修改与负荷节点相对应的第一次修正的导纳矩阵的对角元素，其余元素不变。

所述步骤(3)中计算开路电压用的节点导纳矩阵的具体过程为：

将等效阻抗处理后的第二次修正的导纳矩阵中当前状态负荷节点自导纳减去等效负荷阻抗，即形成计算开路电压用的节点导纳矩阵。

在所述步骤(5)中，利用高斯消元方求解计算开路电压用的节点电压方程，即可求解负荷节点的开路电压。

所述步骤(5)中负荷节点的戴维南等值全部参数包括负荷节点的戴维南等值电势和戴维南等值阻抗。

在所述步骤(5)中，还根据负荷节点的负荷波动，计及各种调控措施量化计算出未来状态断面信息，计算负荷节点戴维南等值参数的变化，实现对交直流互联电网未来状态下的等值参数的准确预估。

由于导纳矩阵具有稀疏性质，在利用高斯消去求解过程中，将系数矩阵化简为上三角阵的计算量较小，而且由于只需要计算待求节点的开路电压，因此回代过程中算到即可，也无需把全部未知量都解出，进一步加快了求解速度。如需要求解其他节点的等值参数，只需重新修正导纳阵，再次利用高斯消去求解即可。

戴维南等值参数包括等值电势和等值阻抗。获得全部参数的目的是可以适用于不同的电压稳定判据。基于戴维南等值的电压稳定判据包括基于电压和阻抗比较两种类型，如果仅求得戴维南等值电势仅适用于电压判据，因此还需求取阻抗参数。获得等值电势后，利用节点电压与电流的关系，即可求取等值阻抗。

本发明的有益效果为：

(1)在计算戴维南等值参数时，依据PMU单断面量测值将直流输电单元等效为导纳或电流源，再代入基于广域量测戴维南等值参数计算方法中辨识各等效方式下的戴维南等值参数，具备较高的等值精度；

(2)本发明提出了交直流互联电网的戴维南等值参数在线计算方法，将戴维南等值计算方法拓展到了交直流互联系统，该方法可在不确定背景下进行交直流互联电网的稳定问题以及态势感知方面的研究，对于保证交直流互联系统的安全可靠稳定运行和充分发挥直流输电的巨大潜力有着重要意义，也可为今后多端直流输电的发展奠定技术基础。

附图说明

图1是本发明的交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法流程图；

图2是交直流互联系统直流受端等效示意图；

图3是IEEE 3机9节点系统的直流支路；

图4是IEEE 3机9节点系统节点6电压幅值偏差对比图；

图5是IEEE 10机39节点系统的节点15电压幅值偏差对比图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

图1是本发明的交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法流程图。如图1所示的该交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，包括以下步骤：

步骤(1)：依据PMU量测值对交直流互联电网中直流输电单元做等效阻抗或等效电流源处理，得到交直流互联电网的第一次修正的导纳矩阵；

步骤(2)：对交直流互联电网中当前状态负荷节点的负荷做等效阻抗处理，进而对第一次修正的导纳矩阵再次修正，得到等效阻抗处理后的第二次修正的导纳矩阵；

步骤(3)：断开交直流互联电网中当前状态负荷节点处的负荷阻抗，根据第二次修正的导纳矩阵，得到计算开路电压用的节点导纳矩阵；

步骤(4)：根据计算开路电压用的节点导纳矩阵，结合当前状态各节点状态信息，得到计算开路电压用的节点电压方程；

步骤(5)：根据计算开路电压用的节点电压方程，计算负荷节点的开路电压，并将所述开路电压作为戴维南等值电势，再结合负荷节点通过PMU量测获得的电压信息，计算戴维南等值阻抗，从而可获得交直流互联电网中所研究负荷节点的戴维南等值全部参数。

在步骤(1)中的交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗，由PMU量测的交直流互联节点电压、电流或功率计算得到。

对于交直流互联节点k的阻抗Z_k可由量测电压和电流或功率通过下式计算获得：

$Z_k={\stackrel{\·}{U}}_k/{\stackrel{\·}{I}}_k=\frac{U_k^2}{P_k-{\mathrm{jQ}}_k}$

式中：k为正整数；P_k和Q_k分别为量测得到的节点k电压、注入电流向量、注入有功和无功功率。

步骤(1)中的交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗随着交直流互联电网运行状态发生变化而变化。

交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗并非按照恒阻抗模型来处理的，而是当交直流互联电网运行状态发生变化时，而交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗也随之变化。这样提高了交直流互联电网的各个节点的戴维南等值参数的等值精度，进而提高了交直流互联电网稳定性的判断的准确性。

1、直流输电单元在戴维南等值中的处理

基于广域量测的戴维南等值参数辨识方法的计算过程未涉及交直流互联电网中直流输电单元的处理问题。本部分从该戴维南等值参数计算的核心方程出发，介绍交直流互联电网中在进行戴维南等值参数计算时直流输电单元的处理方式。基于广域量测的戴维南等值参数辨识方法在单状态断面下，求取某PQ节点i的戴维南等值电势时，可建立如下节点电压方程：

式中：代表电压向量，代表电流向量，Y表示修正后的导纳矩阵，下标代表母线编号，为计算方便，另编号1～r为PQ节点，编号r+1～n-1为PV节点，编号n为平衡节点。其中，r为大于等于1的正整数，n为大于等于2的正整数。

将负荷处理为等效阻抗后，可知方程组(1)中均为0。令 则式(1)可以写成如下的矩阵形式：

AU＝I-B (2)

用高斯消去法求解式(2)，即可求解出i节点处开路电压，即为戴维南等值电势

由式(1)，在戴维南等值参数计算过程中，涉及到三个变量，分别为导纳(阻抗)、电压、电流。在不同控制方式下，若可将直流支路等效为导纳矩阵元素、电压源或电流源，则可对交直流互联电网进行戴维南等值参数的计算。交直流互联处PCC节点的电压不仅与直流电压有关，还与换流器控制角相关，因此无论直流输电单元采用何种控制方式，PCC节点处电压在电网受到扰动时会发生波动，说明该节点相当于PQ节点的性质，可按负荷等效阻抗处理，又由于直流控制方式多采用定电流控制，此时PCC节点呈现恒定电流源的性质，因此，本发明仅考虑将直流支路等效为导纳矩阵元素或电流源。

1.1等效为导纳(阻抗)

图2为交直流互联系统直流受端等效示意图，PCC节点为交直流互联节点。当求解某负荷节点i处的戴维南等值参数时，可通过PMU量测数据，将直流受端于PCC节点处等值为图2中虚线框内阻抗形式。设PCC节点母线编号为k，其中，k大于等于1且小于等于r。

阻抗Z_k可由量测电压和电流或功率通过下式计算获得：

$Z_k={\stackrel{\·}{U}}_k/{\stackrel{\·}{I}}_k=\frac{U_k^2}{P_k-{\mathrm{jQ}}_k}---\left(3\right)$

式中：P_k和Q_k分别为量测得到的节点k电压、注入电流相量和注入有功、无功功率，其中P值为负，表示发出有功功率。此处的等效阻抗仅用于当前状态的等效计算，并非将节点k按恒阻抗模型来处理，当系统运行状态发生变化时，该等效阻抗是随之变化的。

将直流输电单元等效为阻抗后，图2系统的节点导纳矩阵需修正关于节点k的对角元素。设系统计算节点i处戴维南等值参数最终运算用的导纳矩阵为Y，对应k节点的对角元素为Y_kk，将等效阻抗Z_k归并到系统导纳矩阵需按下式修正与节点k相对应的导纳阵的对角元素Y_kk：

Y′_kk＝Y_kk+1/Z_k (4)

除对角元素Y_kk修正为Y′_kk外，导纳矩阵其他元素保持不变，式(1)改写为：

式(5)可等效为AU＝I-B的形式，此时利用高斯消元法求解，即可求解出i节点处开路电压，即为戴维南等值电势再利用式(6)计算戴维南等值阻抗Z_thi。

$Z_{thi}=\frac{E_{thi}-U_i}{I_i}---\left(6\right)$

式(6)中，U_i和I_i分别为节点i处PMU量测的电压、电流向量。

1.2等效为电流源

通过PMU量测，也可将直流输电电源等效为电流源，如图2所示。节点k的注入电流由0变为I_k，即改变了方程组(1)中节点k方程等号右边的注入电流值，式(1)改写为下式：

式(7)可等效为AU＝I-B的形式，I不再是全零元素，其第k个元素为节点k的注入电流。用高斯消去法求解，即可求解出i节点处开路电压，即为戴维南等值电势再利用式(6)获得戴维南等值阻抗。

直流输电单元的送端可采取与受端同样的等效方式，只是计算公式部分符号与受端相反。

1.3两种等效方式一致性验证

在广域量测条件下，PMU可通过量测获得各母线的电流和功率，前文将直流输电单元分别针对不同的数据源进行了两种等效处理，等效后的系统可以看作是线性电路。虽然两种等效方式采用的是同一断面的数据，但是在求解PQ节点i的戴维南等值参数时，虚拟断开了节点i处负荷，改变了线路结构，因而不能直接用替代定理判断两种等效方式所得结果是否相同。下文论证等效为导纳与等效为电流源两种等效方式的一致性。

式(5)和式(7)具有相同的求解结构，除第k个方程外完全相同，两中等效方式下节点k电压分别用和表示，为未知量，有待求解。将两式的第k个方程整理为相同的结构：对式(5)，将第k个方程的修正导纳矩阵相关项移到方程右侧；对式(7)，第k个方程右侧多了注入电流，将其改写为PMU量测电压与等效阻抗的比值。式(5)和式(7)第k个方程可分别改写为式(8)和式(9)：

$Y_{k1}{\stackrel{\·}{U}}_1+...Y_{kk}{\stackrel{\·}{U}}_k^Z...+Y_{k(r+1)}{\stackrel{\·}{U}}_{(r+1)}+...Y_{kn}{\stackrel{\·}{U}}_n=-{\stackrel{\·}{U}}_k^Z/Z_k---\left(8\right)$

$Y_{k1}{\stackrel{\·}{U}}_1+...Y_{kk}{\stackrel{\·}{U}}_k^I...+Y_{k(r+1)}{\stackrel{\·}{U}}_{(r+1)}+...Y_{kn}{\stackrel{\·}{U}}_n=-{\stackrel{\·}{U}}_k^U/Z_k---\left(9\right)$

由于PCC节点有较强的无功支撑，且虚拟断开节点与PCC节点存在一定的电气距离，因此虚拟断开某负荷节点对交直流互联PCC节点电压的影响比较小，有则式(8)和(9)等号右边的项相近，从而代入式(5)和(7)有因此两种等效方式求得戴维南等值参数近似。

综上，两种等效方式结果一致。随着WAMS和PMU的广泛推广，PCC节点处的等效电流源或等效导纳都可通过量测直接或间接获取，并以高速率实时刷新，实现在线动态监测，在实际运行时可根据数据源获取的便利程度应用不同的等效方法计算戴维南等值参数，也可将两种等效方式分别计算进行交互验证结果的准确性。

在步骤(2)中，对交直流互联电网中当前状态负荷节点的负荷做等效阻抗处理的具体过程为：

确定交直流互联电网中PV节点与平衡节点个数之和、PQ节点数以及总节点数；在广域量测条件下，交直流互联电网的各节点电压幅值、相位和有功无功功率均为已知，计算时刻交直流互联电网状态断面下，所有的PV节点和平衡节点均视为理想电压源，对于带负荷的PQ节点，其负荷均可以由该节点的功率和电压，计算得到一个等效负荷阻抗。

因此，交直流互联电网中负荷节点的等效负荷阻抗也是随着负荷节点的当前状态的变化而变化的。

其中，步骤(2)中第二次修正的导纳矩阵的计算过程为：

将等效负荷阻抗归并到第一次修正的导纳矩阵中，只需修改与负荷节点相对应的第一次修正的节点电压方程中导纳矩阵的对角元素，其余元素不变。

步骤(3)中计算开路电压用的节点导纳矩阵的具体过程为：

将等效阻抗处理后的第二次修正的导纳矩阵中当前状态负荷节点自导纳减去等效负荷阻抗，即形成计算开路电压用的节点导纳矩阵。

在步骤(5)中，利用高斯消元方求解计算开路电压用的节点电压方程，即可求解负荷节点的开路电压。

步骤(5)中负荷节点的戴维南等值全部参数包括负荷节点的戴维南等值电势和戴维南等值阻抗。

在步骤(5)中，根据负荷节点负荷波动，计及各种调控措施量化计算出未来状态断面信息，即可计算各负荷节点戴维南等值参数的变化，实现对交直流互联电网未来状态下的等值参数的准确预估。

2、仿真算例

对于戴维南等值参数计算准确性验证，算例中以潮流计算结果作为系统运行状态断面数据，通过对比节点负荷波动后实际潮流计算所得电压与应用该节点戴维南等值后两节点系统计算电压之间误差的大小来衡量参数辨识结果优劣。等值参数计算越准确，负荷波动后实际潮流所得该节点电压幅值与戴维南等值两节点系统计算所得电压幅值之间的偏差就越小。

本仿真计算硬件平台为ThinkPad W530工作站，CPU为i7-3740QM，主频2.7GHz，内存8G，软件平台为MATLAB和PSAT工具箱。

2.1IEEE 3机9节点系统戴维南等值参数辨识精度算例

对3机9节点系统进行以下改动：将原交流线路7-8去掉，节点7设为负荷节点，设置节点7负荷P＝1.0199，Q＝0.6744，节点8设为直流馈入节点，如图3所示。直流输电单元主要有5种控制方式，且不同控制方式下得到的系统基态潮流相同，相应的控制方式及参数设置见表1。

表1直流输电控制方式及参数

首先计算各控制方式下交直流互联电网的基态潮流，得到节点8的电压、电流及功率信息，将接于节点8的直流输电单元分别等效为电流源和导纳，计算该潮流断面数据下负荷节点6的戴维南等值参数，分别为E_th1、Z_th1和E_th2、Z_th2。然后保持其他条件不变，在节点6负荷原有基础上加入一组±33％范围内的随机扰动，共计20个。扰动后节点6的负荷为S_6m＝P_6m+jQ_6m(m＝1,2，…，20)。将S_6m作为系统节点6的负荷进行潮流计算获得节点6的电压幅值，将其作为标准值。再将S_6m分别作为节点6经戴维南等值后的两节点系统负荷，对等值参数分别为E_thi1、Z_thi1和E_thi2、Z_thi2的两节点系统进行潮流计算获得电压幅值，求得与标准值的相对误差百分比，不同控制方式及等效方式下，节点6的对比结果如表2所示，图4所示为选择直流控制方式为CI-CU的结果对比。

表2各控制方式及等效方式下误差(平均相对误差/最大相对误差)

图4中，“.”实线表示标准值，“。”虚线表示直流单元受端等效为导纳后进行戴维南等值计算所得节点6电压幅值，“+”虚线表示直流单元受端等效为电流源后进行戴维南等值计算所得节点6电压幅值。由表2和图4可见，两种等效方法早扰动下所得结果的曲线基本重合。在各控制方式下，节点6加入±33％扰动，采用本文所提方法所得戴维南等值结果与标准值的平均相对误差不超过0.4％，最大相对误差不超过0.6％，说明结果具备较高的精度。

当应用于工程实际中时，随着量测计算的不断发展，不久的将来骨干网架的每个节点将均安装PMU，假设各节点均以10帧每秒的速率上传量测数据，则系统的运行状态断面理论上可以100毫秒刷新一次，如果上传速率为25帧每秒，则系统运行状态断面40毫秒刷新一次，本文所提方法计算戴维南等值参数所需时间仅为5-6毫秒，戴维南等值参数可实时更新，能够紧密跟踪系统状态的动态变化，工程应用精度将较仿真结果精度有所提高。由此可见，本文所提将直流单元等效的方法在计算戴维南等值参数具备较高的精度和计算速度，可应用于计及交直流互联电网的戴维南等值参数在线计算中。

2.2IEEE 10机39节点系统戴维南等值参数辨识精度算例

对10机39节点系统进行以下改动：将原交流线路4-14和16-21去掉，节点14和21设为负荷节点，设置节点14和21负荷P分别为2.1180和2.3058，Q分别为1.5460和1.7487，节点4和16设为直流馈入节点，并加装电抗为0.33(标幺值)的电容器。各控制方式下两条直流馈线的参数设置见表3和表4。

表3节点16馈线直流输电控制方式及参数

首先计算各控制方式下交直流互联电网的基态潮流，得到节点4和16的电压、电流及功率信息，将接于节点4和16的直流输电单元分别等效为电流源和导纳，计算该潮流断面数据下负荷节点15的戴维南等值参数。然后保持其他条件不变，在节点15负荷原有基础上加入一组±33％范围内的随机扰动，比较不同控制方式及等效方式下，戴维南等值前后节点15的电压幅值，对比结果如表5所示，图5所示为选择直流控制方式为CI-CU的结果对比。

表5各控制方式及等效方式下误差(平均相对误差/最大相对误差)

图5中，“.”实线表示标准值，“。”虚线表示直流单元受端等效为导纳后进行戴维南等值计算所得节点15电压幅值，“+”虚线表示直流单元受端等效后进行戴维南等值计算所得节点15电压幅值。由表5和图5可见，各控制方式下，两种等效方法所得结果基本相同，且具备较高的等值精度。

本发明提出了交直流互联电网的戴维南等值参数在线计算方法。在计算戴维南等值参数时，依据PMU单断面量测值将直流输电单元等效为导纳或电流源，再代入基于广域量测戴维南等值参数计算方法中辨识各等效方式下的戴维南等值参数，并论证了各等效方式下所求戴维南等值参数的一致性。

本发明提出的交直流互联电网的戴维南等值参数在线计算方法，将戴维南等值计算方法拓展到了交直流互联系统，该方法可在不确定背景下进行交直流互联电网的稳定问题以及态势感知方面的研究，对于保证交直流互联系统的安全可靠稳定运行和充分发挥直流输电的巨大潜力有着重要意义，也可为今后多端直流输电的发展奠定技术基础。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，其特征在于，包括：

步骤(1)：依据PMU量测值对交直流互联电网中直流输电单元做等效阻抗或等效电流源处理，得到交直流互联电网的第一次修正的导纳矩阵；

步骤(2)：对交直流互联电网中当前状态负荷节点的负荷做等效阻抗处理，进而对第一次修正的导纳矩阵再次修正，得到等效阻抗处理后的第二次修正的导纳矩阵；

步骤(3)：断开交直流互联电网中当前状态负荷节点处的负荷阻抗，根据第二次修正的导纳矩阵，得到计算开路电压用的节点导纳矩阵；

步骤(4)：根据计算开路电压用的节点导纳矩阵，结合当前状态各节点状态信息，得到计算开路电压用的节点电压方程；

步骤(5)：根据计算开路电压用的节点电压方程，计算负荷节点的开路电压，并将所述开路电压作为戴维南等值电势，再结合负荷节点通过PMU量测获得的电压信息，计算戴维南等值阻抗，从而可获得交直流互联电网中所研究负荷节点的戴维南等值全部参数。

2.如权利要求1所述的一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中的交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗，由PMU量测的交直流互联节点电压与电流的比值计算得到。

3.如权利要求1所述的一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中的交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗，由PMU量测的交直流互联节点电压的平方与交直流互联节点处功率的比值；其中，交直流互联节点处功率等于交直流互联节点处的有功功率减去无功功率。

4.如权利要求2或3所述的一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中的交直流互联电网中直流输电单元的等效阻抗随着交直流互联电网运行状态发生变化而变化。

5.如权利要求1所述的一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对交直流互联电网中当前状态负荷节点的负荷做等效阻抗处理的具体过程为：

确定交直流互联电网中PV节点与平衡节点个数之和、PQ节点数以及总节点数；在广域量测条件下，交直流互联电网的各节点电压幅值、相位和有功无功功率均为已知，计算时刻交直流互联电网状态断面下，所有的PV节点和平衡节点均视为理想电压源，对于带负荷的PQ节点，其负荷均可以由该节点的功率和电压，计算得到一个等效负荷阻抗。

6.如权利要求1所述的一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中第二次修正的导纳矩阵的计算过程为：

将等效负荷阻抗归并到第一次修正的导纳矩阵中，只需修改与负荷节点相对应的第一次修正的节点电压方程中导纳矩阵的对角元素，其余元素不变。

7.如权利要求1所述的一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，其特征在于，所述步骤(3)中计算开路电压用的节点导纳矩阵的具体过程为：

将等效阻抗处理后的第二次修正的导纳矩阵中当前状态负荷节点自导纳减去等效负荷阻抗，即形成计算开路电压用的节点导纳矩阵。

8.如权利要求1所述的一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，利用高斯消元方求解计算开路电压用的节点电压方程，即可求解负荷节点的开路电压。

9.如权利要求1所述的一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，其特征在于，所述步骤(5)中负荷节点的戴维南等值全部参数包括负荷节点的戴维南等值电势和戴维南等值阻抗。

10.如权利要求1所述的一种交直流互联电网戴维南等值参数在线计算方法，其特征在于，所述步骤(5)中，还根据负荷节点的负荷波动，计及各种调控措施量化计算出未来状态断面信息，计算负荷各节点戴维南等值参数的变化，实现对交直流互联电网未来状态下的等值参数的准确预估。