CN113420405B - 一种输电线路参数修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种输电线路参数修正方法，克服了当前将参数作为状态变量增广到状态估计中进行的计算方法导致增广参数后的状态估计数值稳定性变差、计算时间增加的缺陷，首先确定每个状态估计周期及待修正的输电线路参数，包括输电线路电抗参数与输电线路对地电纳参数，根据有功量测质量和电抗参数可辨识性分析，利用线路两端中有功量测质量得分高的一端的有功量测值以及线路两端电压幅值和相角的状态估计值，计算线路电抗参数的修正值；根据无功量测质量，利用线路两端无功量测值以及电压幅值和相角的状态估计值，计算线路对地电纳参数的修正值，无需修改现有状态估计程序，且数值稳定性强、计算速度快，具有较高的工程实用价值。

Description

一种输电线路参数修正方法

技术领域

本发明涉及输电线路参数修正的技术领域，更具体地，涉及一种输电线路参数修正方法。

背景技术

现代能量管理系统(Energy Management System，EMS)是利用电网模型(包含参数)以及实时采集进行分析、评估和决策的应用软件系统，参数错误是长期困扰EMS实用化的一个难题。随着电网规模的扩大和电力市场的迅速发展，对EMS软件分析决策的可靠性和精度的要求越来越高，研究实用化的错误参数识别与修正方法具有重要的现实意义。

由于输电线路的实际运行工况十分复杂，架空输电线路的地形环境、气象条件等都有可能造成设计值与实际参数之间存在较大的差异，因此有关规程规定输电线路参数应采用实测值。然而，输电线路参数的实测工作一般都在投运前进行，输电线路运行工况的变化或输电线路老化都可能造成输电线路参数发生变化，即输电线路的真实参数与投运之前的实测值之间也可能存在差异。因此，有必要对输电线路的错误参数进行识别和滚动修正，从而提高电网基础数据的准确性。

2014年10月8日，中国发明专利中公开了一种考虑状态估计大误差点的电网输电线路参数在线辨识方法，该专利首先利用状态估计计算出输电线路量测点的状态估计值，并获取输电线路量测点的量测值与状态估计值的偏差；将偏差大于设定的阈值的量测点定义为量测大误差点，该量测点所对应的输电线路设为可疑输电线路；以输电线路两端量测数据和输电线路连接的母线所有设备量测的数据累加值是否平衡为判据，辨识可疑输电线路是否存在量测数据错误。对于其中量测数据正常的输电线路，根据量测值与状态估计值的偏差，采用变步长积分法逐步改变输电线路参数，利用获得改变参数后估计值；将其中量测值与估计值偏差最小的参数设为输电线路的估计参数。

除此之外，当前已有的输电线路参数修正技术研究主要集中在如何求取参数的估计值上，最常用的方法是将参数作为状态变量增广到状态估计中进行计算。但是由于参数与状态变量(电压幅值和相角)的物理意义不同，雅克比矩阵中量测对参数的求导分量容易导致矩阵条件数跃升，而信息矩阵的条件数与雅克比矩阵的条件数是平方关系，故增广参数后的状态估计数值稳定性变差。而且，增广参数后的状态估计只能采用牛顿法计算，快速分解法不再适用，计算时间也大大增加。

发明内容

为克服当前将参数作为状态变量增广到状态估计中进行计算的方法导致增广参数后的状态估计数值稳定性变差、计算时间增加的缺陷，本发明提出一种输电线路参数修正方法。该方法数值稳定性强、计算速度快，具有较高的工程实用价值。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种输电线路参数修正方法，至少包括：

S1.确定每个状态估计周期及待修正的输电线路参数，所述待修正的输电线路参数包括输电线路电抗参数与输电线路对地电纳参数，设置待修正的输电线路参数修正次数门槛；

S2.设置有功量测质量得分门槛及无功量测质量得分门槛，在每个状态估计周期对输电线路有功量测质量及无功量测质量进行量测质量打分；

S3.根据有功量测质量得分情况，利用线路两端中有功量测质量得分高的一端的有功量测值以及线路两端电压幅值和相角的状态估计值，计算输电线路电抗参数的修正值，对输电线路电抗参数进行修正；

S4.根据无功量测质量得分情况，利用线路两端无功量测值以及线路两端电压幅值和相角的状态估计值，计算输电线路对地电纳参数的修正值，对输电线路对地电纳参数进行修正。

优选地，步骤S1所述的状态估计周期为1分钟，待修正的输电线路电抗参数的修正次数门槛为30，则输电线路电抗参数修正的时间窗口为半小时；待修正的输电线路对地电纳参数的修正次数门槛为30，则输电线路对地电纳参数修正的时间窗口为半小时。

在此，输电线路参数用修正值替换后，将直接用于下个状态估计周期的状态估计，这有利于改善状态估计的估计质量，特别是有功与无功的估计质量。

优选地，在每个状态估计周期对输电线路有功量测质量及无功量测质量进行量测质量打分的规则分别为：

其中，在每个状态估计周期对输电线路有功量测质量进行量测质量打分的规则为：

A)输电线路所连母线有功平衡，加1分，否则减1分；其中，母线有功不平衡判据为：

其中，P_j是母线i所连输电线路j的有功注入功率；ε_Pbus为母线i有功不平衡门槛值；ε_Pbus根据电压等级设置；

B)输电线路两端有功平衡，加1分，否则减1分；其中，输电线路两端有功不平衡判据为：

|P_ij+P_ji-P_loss|>ε_Pline

其中，P_ij、P_ji分别为输电线路i端、j端流入线路的有功功率；P_loss为输电线路有功损耗；ε_Pline为输电线路有功不平衡门槛；输电线路有功不平衡门槛根据电压等级设置；

C)输电线路有功量测所在端PQI匹配，则加1分，否则减1分；其中，PQI不匹配判据为：

|I_cal-I_scada|>ε_I

其中，I_cal为根据输电线路有功、无功及所连母线电压计算的电流值；I_scada为量测的电流值；ε_I为PQI不匹配门槛；PQI不匹配门槛根据电压等级设置；

在每个状态估计周期对输电线路无功量测质量进行量测质量打分的规则为：

a)输电线路所连母线无功平衡，加1分，否则不加分；其中，母线无功不平衡判据为：

其中，Q_j是母线i所连输电线路j的无功注入功率；ε_Qbus为母线i无功不平衡门槛值；ε_Qbus根据电压等级设置；

b)输电线路无功量测所在端PQI匹配，则加1分，否则不加分。

优选地，步骤S3的具体过程包括：

S31.判断输电线路两端的有功量测是否至少有一端有效，若是，执行步骤S32；否则，该输电线路不进行输电线路电抗参数修正，参数修正流程结束；

S32.确定输电线路两端的有功量测质量得分情况；

S33.取输电线路两端中较高的有功量测质量得分，判断其是否大于设定的有功量测质量得分门槛，若是，执行步骤S34；否则，该输电线路不进行输电线路电抗参数修正，参数修正流程结束；

S34.设置有功偏差门槛，确定输电线路两端中有功量测质量得分高的一端的有功量测值与状态估计值的偏差；

S35.判断线路两端中有功量测质量得分高的一端的有功量测值与状态估计值的偏差是否大于有功偏差门槛，若是，执行步骤S36；否则，该输电线路电抗参数无需修正，修正次数置为0，执行步骤S4；

S36.设置环的支路数最小门槛值，判断输电线路是否处于环网，且包含本输电线路的环的支路数最小值是否小于设定的环的支路数最小门槛值，若是，进行输电线路电抗参数修正；否则，该输电线路不进行输电线路电抗参数修正，参数修正流程结束。

优选地，步骤S36所述的输电线路电抗参数修正的具体过程为：

S361.根据输电线路有功潮流方程，得出输电线路电抗的一元二次方程：

其中，输电线路两端中有功量测质量得分高的一端设为i端；输电线路另外一端设为j端；r为输电线路电阻；x为输电线路电抗，是需求解的未知数；

为输电线路i端有功量测值；V_i为输电线路i端电压幅值状态估计值；V_j为输电线路j端电压幅值状态估计值；

θ_ij＝θ_i-θ_j

其中，θ_i为输电线路i端电压相角状态估计值；θ_j为输电线路j端电压相角状态估计值；

S362.求解输电线路电抗的一元二次方程，判断是否符合电抗修正失败条件，若是，输电线路电抗参数修正计算失败，否则，输电线路电抗参数修正计算成功，得出输电线路电抗参数修正值。

优选地，步骤S362所述的修正失败条件为：

1)输电线路电抗的一元二次方程无解；

2)i端有功状态估计值的绝对值大于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的大者小于等于0；

3)i端有功状态估计值的绝对值大于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的大者小于等于线路电抗参数修正前的值；

4)i端有功状态估计值的绝对值小于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的小者小于等于0；

5)i端有功状态估计值的绝对值小于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的小者大于等于线路电抗参数修正前的值；

满足1)～5)所述的任意一项，则输电线路电抗参数修正计算失败。

优选地，输电线路电抗参数修正计算成功，得出输电线路电抗参数修正值为：

如果i端有功状态估计值的绝对值大于i端有功量测值的绝对值，输电线路电抗参数修正值＝(上一状态估计周期输电线路电抗参数修正值×输电线路电抗参数修正次数+所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的大者)÷(输电线路电抗参数修正次数+1)；

如果i端有功状态估计值的绝对值小于i端有功量测值的绝对值，输电线路电抗参数修正值＝(上一状态估计周期输电线路电抗参数修正值×输电线路电抗参数修正次数+所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的小者)÷(输电线路电抗参数修正次数+1)；

此外，输电线路电抗参数修正次数增加1，如果输电线路电抗参数修正次数大于等于输电线路电抗参数的修正次数门槛，则输电线路电抗参数用修正值替换，输电线路电抗参数修正次数置0；输电线路电抗参数采用一阶低通滤波算法进行滚动修正，而且滤波系数与修正次数成反比，可以有效避免修正过程的振荡，确保线路电抗参数修正的可靠收敛。

优选地，步骤S4所述的具体过程为：

S41.判断输电线路两端的无功量测是否均有效，若是，执行步骤S42；否则，该输电线路不进行输电线路对地电纳参数修正，参数修正流程结束；

S42.确定输电线路两端的无功量测质量得分情况；

S43.判断输电线路两端的无功量测质量得分是否均大于设定的无功量测质量得分门槛，若是，执行步骤S44；否则，该输电线路不进行输电线路对地电纳参数修正，参数修正流程结束；

S44.设置无功偏差门槛，确定输电线路两端无功量测值之和与状态估计值之和的偏差；

S45.判断输电线路两端无功量测值之和与状态估计值之和的偏差是否大于无功偏差门槛，若是，执行步骤S46；否则，该输电线路对地电纳参数无需修正，修正次数置为0，参数修正流程结束；

S46.利用输电线路两端无功量测值以及输电线路两端电压幅值、相角的状态估计值，进行输电线路对地电纳参数修正，得出输电线路对地电纳参数修正值，参数修正流程结束。

优选地，步骤S46的具体过程为：

S461.根据输电线路无功潮流方程，得出输电线路对地电纳的一元一次方程：

其中，y_c为输电线路对地电纳，是需求解的未知数；

为输电线路i端无功量测值；V_i为输电线路i端电压幅值状态估计值；V_j为输电线路j端电压幅值状态估计值；θ_ij表示输电线路i端电压相角状态估计值与输电线路j端电压相角状态估计值之差；满足：

其中，r表示线路电阻；x表示线路电抗。

S462.求解输电线路对地电纳的一元一次方程，判断是否符合对地电纳修正失败条件，若是，输电线路对地电纳参数修正计算失败，否则，输电线路对地电纳参数修正计算成功，得出输电线路对地电纳参数修正值；

对地电纳修正失败条件为：

d.所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解大于0；

e.线路两端无功状态估计值的和大于无功量测值的和，且所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解小于等于线路对地电纳参数修正前的值；

f.线路两端无功状态估计值的和小于无功量测值的和，且所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解大于等于线路对地电纳参数修正前的值；

符合上述条件之一，输电线路对地电纳参数修正计算失败。

优选地，步骤S462中所述输电线路对地电纳参数修正计算成功，得出输电线路对地电纳参数修正值的具体修正结果为：

线路对地电纳参数修正值＝(上一状态估计周期输电线路对地电纳参数修正值×输电线路对地电纳参数修正次数+所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解)÷(输电线路对地电纳参数修正次数+1)；

输电线路对地电纳参数修正次数增加1，此时如果输电线路对地电纳参数修正次数大于等于输电线路对地电纳参数的修正次数门槛，则输电线路对地电纳参数用修正值替换，输电线路对地电纳参数修正次数置0，输电线路对地电纳参数采用一阶低通滤波算法进行滚动修正，而且滤波系数与修正次数成反比，可以有效避免修正过程的振荡，确保线路对地电纳参数修正的可靠收敛。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提出一种输电线路参数修正方法，首先确定每个状态估计周期及待修正的输电线路参数，包括输电线路电抗参数与输电线路对地电纳参数，根据有功量测质量和电抗参数可辨识性分析，利用线路两端中有功量测质量得分高的一端的有功量测值以及线路两端电压幅值和相角的状态估计值，计算线路电抗参数的修正值；根据无功量测质量，利用线路两端无功量测值以及电压幅值和相角的状态估计值，计算线路对地电纳参数的修正值。本发明无需修改现有状态估计程序，且数值稳定性强、计算速度快，具有较高的工程实用价值。

附图说明

图1表示本发明实施例中提出的输电线路参数修正方法的流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好地说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大或缩小，并不代表实际尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的。

附图中描述位置关系的仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例

如图1所示的输电线路参数修正方法的流程图，参见图1，所述方法包括：

一种输电线路参数修正方法，至少包括：

S1.确定每个状态估计周期及待修正的输电线路参数，所述待修正的输电线路参数包括输电线路电抗参数与输电线路对地电纳参数，设置待修正的输电线路参数修正次数门槛；

在本实施例中，状态估计周期为1分钟，待修正的输电线路电抗参数的修正次数门槛为30，则输电线路电抗参数修正的时间窗口为半小时；待修正的输电线路对地电纳参数的修正次数门槛为30，则输电线路对地电纳参数修正的时间窗口为半小时

S2.设置有功量测质量得分门槛及无功量测质量得分门槛，在每个状态估计周期对输电线路有功量测质量及无功量测质量进行量测质量打分；

其中，在每个状态估计周期对输电线路有功量测质量进行量测质量打分的规则为：

A)输电线路所连母线有功平衡，加1分，否则减1分；其中，母线有功不平衡判据为：

其中，P_j是母线i所连输电线路j的有功注入功率；ε_Pbus为母线i有功不平衡门槛值；ε_Pbus根据电压等级设置，例如，525kV电压等级设置为12MW；230kV电压等级设置为9W。

B)输电线路两端有功平衡，加1分，否则减1分；其中，输电线路两端有功不平衡判据为：

|P_ij+P_ji-P_loss|>ε_Pline

其中，P_ij、P_ji分别为输电线路i端、j端流入线路的有功功率；P_loss为输电线路有功损耗；ε_Pline为输电线路有功不平衡门槛；输电线路有功不平衡门槛根据电压等级设置；例如，525kV电压等级设置为12MW；230kV电压等级设置为9W。

C)输电线路有功量测所在端PQI匹配，则加1分，否则减1分；其中，PQI不匹配判据为：

|I_cal-I_scada|>ε_I

其中，I_cal为根据输电线路有功、无功及所连母线电压计算的电流值；I_scada为量测的电流值；ε_I为PQI不匹配门槛；PQI不匹配门槛根据电压等级设置；例如，525kV电压等级设置为10A；230kV电压等级设置为8A。

在每个状态估计周期对输电线路无功量测质量进行量测质量打分的规则为：

a)输电线路所连母线无功平衡，加1分，否则不加分；其中，母线无功不平衡判据为：

其中，Q_j是母线i所连输电线路j的无功注入功率；ε_Qbus为母线i无功不平衡门槛值；ε_Qbus根据电压等级设置；例如，525kV电压等级设置为12MVar；230kV电压等级设置为9MVar。

b)输电线路无功量测所在端PQI匹配，则加1分，否则不加分。

电压等级越高，电网输送的功率越大，测量误差带来的不平衡量相对较大，因此需要设置较大的不平衡门槛。

在本实施例中，有功量测质量得分门槛设置为0。在一些实施例中，如果线路所连母线有功平衡、线路两端有功平衡且线路有功量测所在端PQI匹配，此时有功量测质量得分为3，大于0，可确认此线路有功量测数据为好数据，可用于参数修正；在另一些实施例中，假设线路有功量测仍为好数据，但线路所连母线上另一个设备的有功量测为坏数据，此时线路所连母线有功不平衡，但线路两端有功平衡且线路有功量测所在端PQI匹配，因此有功量测质量得分为1仍大于0，还是可以识别出此线路有功量测数据为好数据；在另一些实施例中，假设线路有功量测为坏数据，此时线路所连母线有功不平衡、线路两端有功不平衡且线路有功量测所在端PQI也不匹配，因此有功量测质量得分为-3，不大于0，识别此线路有功量测数据为坏数据。

S3.根据有功量测质量得分情况，利用线路两端中有功量测质量得分高的一端的有功量测值以及线路两端电压幅值和相角的状态估计值，计算输电线路电抗参数的修正值，对输电线路电抗参数进行修正；

具体过程包括：

S31.判断输电线路两端的有功量测是否至少有一端有效，若是，执行步骤S32；否则，该输电线路不进行输电线路电抗参数修正，参数修正流程结束；

S32.确定输电线路两端的有功量测质量得分情况；

S33.取输电线路两端中较高的有功量测质量得分，判断其是否大于设定的有功量测质量得分门槛，若是，执行步骤S34；否则，该输电线路不进行输电线路电抗参数修正，参数修正流程结束；

S34.设置有功偏差门槛，确定输电线路两端中有功量测质量得分高的一端的有功量测值与状态估计值的偏差；

S35.判断线路两端中有功量测质量得分高的一端的有功量测值与状态估计值的偏差是否大于有功偏差门槛，若是，执行步骤S36；否则，该输电线路电抗参数无需修正，修正次数置为0，执行步骤S4；

S36.设置环的支路数最小门槛值，判断输电线路是否处于环网，且包含本输电线路的环的支路数最小值是否小于设定的环的支路数最小门槛值，若是，进行输电线路电抗参数修正；否则，该输电线路不进行输电线路电抗参数修正，参数修正流程结束。

在此，有功量测值与状态估计值偏差较大，在有功量测值可信的情况下，说明输电线路电抗参数可疑。有功偏差门槛设置为各电压等级输电线路功率量测基准值的2％，例如，500kV电压等级输电线路功率量测基准值为1082MW，偏差门槛则为21.64MW；220kV电压等级输电线路功率量测基准值为305MW，偏差门槛则为6.1MW。只有当输电线路处于环中且环的支路数较小时，输电线路的电抗参数才能显著影响环上的有功潮流分布，即具有可辨识性。环的支路数最小值门槛可根据实际电网情况适当调整，在本申请示例性实施例中设置为8。

此外，输电线路两端的有功量测有效或无效是SCADA根据子站上送的信息综合判读的，是一个标志位，无效则表示这个量测数据不可用。

步骤S36所述的输电线路电抗参数修正的具体过程为：

S361.根据输电线路有功潮流方程，得出输电线路电抗的一元二次方程：

其中，输电线路两端中有功量测质量得分高的一端设为i端；输电线路另外一端设为j端；r为输电线路电阻；x为输电线路电抗，是需求解的未知数；

为输电线路i端有功量测值；V_i为输电线路i端电压幅值状态估计值；V_j为输电线路j端电压幅值状态估计值；

θ_ij＝θ_i-θ_j

其中，θ_i为输电线路i端电压相角状态估计值；θ_j为输电线路j端电压相角状态估计值；

S362.求解输电线路电抗的一元二次方程，判断是否符合电抗修正失败条件，若是，输电线路电抗参数修正计算失败，否则，输电线路电抗参数修正计算成功，得出输电线路电抗参数修正值。

步骤S362所述的修正失败条件为：

1)输电线路电抗的一元二次方程无解；

2)i端有功状态估计值的绝对值大于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的大者小于等于0；

3)i端有功状态估计值的绝对值大于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的大者小于等于输电线路电抗参数修正前的值；

4)i端有功状态估计值的绝对值小于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的小者小于等于0；

5)i端有功状态估计值的绝对值小于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的小者大于等于输电线路电抗参数修正前的值；

满足1)～5)所述的任意一项，则输电线路电抗参数修正计算失败。

输电线路电抗参数修正计算成功，得出输电线路电抗参数修正值为：

如果i端有功状态估计值的绝对值大于i端有功量测值的绝对值，输电线路电抗参数修正值＝(上一状态估计周期输电线路电抗参数修正值×输电线路电抗参数修正次数+所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的大者)÷(输电线路电抗参数修正次数+1)；

如果i端有功状态估计值的绝对值小于i端有功量测值的绝对值，输电线路电抗参数修正值＝(上一状态估计周期输电线路电抗参数修正值×输电线路电抗参数修正次数+所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的小者)÷(输电线路电抗参数修正次数+1)；

此外，输电线路电抗参数修正次数增加1，如果输电线路电抗参数修正次数大于等于输电线路电抗参数的修正次数门槛，则输电线路电抗参数用修正值替换，输电线路电抗参数修正次数置0；输电线路电抗参数采用一阶低通滤波算法进行滚动修正，而且滤波系数与修正次数成反比，可以有效避免修正过程的振荡，确保输电线路电抗参数修正的可靠收敛。

S4.根据无功量测质量得分情况，利用输电线路两端无功量测值以及输电线路两端电压幅值和相角的状态估计值，计算输电线路对地电纳参数的修正值，对输电线路对地电纳参数进行修正。

步骤S4所述的具体过程为：

S41.判断输电线路两端的无功量测是否均有效，若是，执行步骤S42；否则，该输电线路不进行输电线路对地电纳参数修正，参数修正流程结束；

S42.确定输电线路两端的无功量测质量得分情况；

S43.判断输电线路两端的无功量测质量得分是否均大于设定的无功量测质量得分门槛，若是，执行步骤S44；否则，该输电线路不进行输电线路对地电纳参数修正，参数修正流程结束；

其中，无功量测质量得分门槛设置为0；在一些实施例中，如果输电线路所连母线无功平衡且输电线路无功量测所在端PQI匹配，此时无功量测质量得分为2，大于0，可确认此输电线路无功量测数据为好数据，可用于参数修正；在另一些实施例中，假设输电线路无功量测仍为好数据，但输电线路所连母线上另一个设备的无功量测为坏数据，此时输电线路所连母线无功不平衡，但输电线路无功量测所在端PQI匹配，因此无功量测质量得分为1仍大于0，还是可以识别出此输电线路无功量测数据为好数据；在另一些实施例中，假设输电线路无功量测为坏数据，此时输电线路所连母线无功不平衡且输电线路无功量测所在端PQI也不匹配，因此无功量测质量得分为0，不大于0，识别此输电线路无功量测数据为坏数据。

S44.设置无功偏差门槛，确定输电线路两端无功量测值之和与状态估计值之和的偏差；

S45.判断输电线路两端无功量测值之和与状态估计值之和的偏差是否大于无功偏差门槛，若是，执行步骤S46；否则，该输电线路对地电纳参数无需修正，修正次数置为0，参数修正流程结束；

S46.利用输电线路两端无功量测值以及输电线路两端电压幅值、相角的状态估计值，进行输电线路对地电纳参数修正，得出输电线路对地电纳参数修正值，参数修正流程结束。

在此，无功量测值与状态估计值偏差较大，在无功量测值可信的情况下，说明线路对地电纳参数可疑。在实施例中，无功偏差门槛设置为各电压等级线路功率量测基准值的3％，例如，500kV电压等级线路功率量测基准值为1082MW，偏差门槛则为32.46MVar；220kV电压等级线路功率量测基准值为305MW，偏差门槛则为9.15MVar。

步骤S46的具体过程为：

S461.根据输电线路无功潮流方程，得出输电线路对地电纳的一元一次方程：

其中，y_c为输电线路对地电纳，是需求解的未知数；

为输电线路i端无功量测值；V_i为输电线路i端电压幅值状态估计值；V_j为输电线路j端电压幅值状态估计值；θ_ij表示输电线路i端电压相角状态估计值与输电线路j端电压相角状态估计值之差；满足：

其中，r表示线路电阻；x表示线路电抗。

S462.求解输电线路对地电纳的一元一次方程，判断是否符合对地电纳修正失败条件，若是，输电线路对地电纳参数修正计算失败，否则，输电线路对地电纳参数修正计算成功，得出输电线路对地电纳参数修正值；

对地电纳修正失败条件为：

d.所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解大于0；

e.输电线路两端无功状态估计值的和大于无功量测值的和，且所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解小于等于输电线路对地电纳参数修正前的值；

f.输电线路两端无功状态估计值的和小于无功量测值的和，且所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解大于等于输电线路对地电纳参数修正前的值；

符合上述条件之一，输电线路对地电纳参数修正计算失败。

步骤S462中所述输电线路对地电纳参数修正计算成功，得出输电线路对地电纳参数修正值的具体修正结果为：

输电线路对地电纳参数修正值＝(上一状态估计周期输电线路对地电纳参数修正值×输电线路对地电纳参数修正次数+所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解)÷(输电线路对地电纳参数修正次数+1)；

输电线路对地电纳参数修正次数增加1，此时如果输电线路对地电纳参数修正次数大于等于输电线路对地电纳参数的修正次数门槛，则输电线路对地电纳参数用修正值替换，输电线路对地电纳参数修正次数置0。输电线路对地电纳参数采用一阶低通滤波算法进行滚动修正，而且滤波系数与修正次数成反比，可以有效避免修正过程的振荡，确保输电线路对地电纳参数修正的可靠收敛。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种输电线路参数修正方法，其特征在于，至少包括：

S1.确定每个状态估计周期及待修正的输电线路参数，所述待修正的输电线路参数包括输电线路电抗参数与输电线路对地电纳参数，设置待修正的输电线路参数修正次数门槛；

S2.设置有功量测质量得分门槛及无功量测质量得分门槛，在每个状态估计周期对输电线路有功量测质量及无功量测质量进行量测质量打分；

S3.根据有功量测质量得分情况，利用线路两端中有功量测质量得分高的一端的有功量测值以及线路两端电压幅值和相角的状态估计值，计算输电线路电抗参数的修正值，对输电线路电抗参数进行修正；

S4.根据无功量测质量得分情况，利用线路两端无功量测值以及线路两端电压幅值和相角的状态估计值，计算输电线路对地电纳参数的修正值，对输电线路对地电纳参数进行修正。

2.根据权利要求1所述的输电线路参数修正方法，其特征在于，步骤S1所述的状态估计周期为1分钟，待修正的输电线路电抗参数的修正次数门槛为30，则输电线路电抗参数修正的时间窗口为半小时；待修正的输电线路对地电纳参数的修正次数门槛为30，则输电线路对地电纳参数修正的时间窗口为半小时。

3.根据权利要求2所述的输电线路参数修正方法，其特征在于，在每个状态估计周期对输电线路有功量测质量及无功量测质量进行量测质量打分的规则分别为：

其中，在每个状态估计周期对输电线路有功量测质量进行量测质量打分的规则为：

A)输电线路所连母线有功平衡，加1分，否则减1分；其中，母线有功不平衡判据为：

其中，P_j是母线i所连输电线路j的有功注入功率；ε_Pbus为母线i有功不平衡门槛值；ε_Pbus根据电压等级设置；

B)输电线路两端有功平衡，加1分，否则减1分；其中，输电线路两端有功不平衡判据为：

|P_ij+P_ji-P_loss|>ε_Pline

其中，P_ij、P_ji分别为输电线路i端、j端流入线路的有功功率；P_loss为输电线路有功损耗；ε_Pline为输电线路有功不平衡门槛；输电线路有功不平衡门槛根据电压等级设置；

C)输电线路有功量测所在端PQI匹配，则加1分，否则减1分；其中，PQI不匹配判据为：

|I_cal-I_scada|>ε_I

其中，I_cal为根据输电线路有功、无功及所连母线电压计算的电流值；I_scada为量测的电流值；ε_I为PQI不匹配门槛；PQI不匹配门槛根据电压等级设置；

在每个状态估计周期对输电线路无功量测质量进行量测质量打分的规则为：

a)输电线路所连母线无功平衡，加1分，否则不加分；其中，母线无功不平衡判据为：

其中，Q_j是母线i所连输电线路j的无功注入功率；ε_Qbus为母线i无功不平衡门槛值；ε_Qbus根据电压等级设置；

b)输电线路无功量测所在端PQI匹配，则加1分，否则不加分。

4.根据权利要求3所述的输电线路参数修正方法，其特征在于，步骤S3的具体过程包括：

S31.判断输电线路两端的有功量测是否至少有一端有效，若是，执行步骤S32；否则，该输电线路不进行输电线路电抗参数修正，参数修正流程结束；

S32.确定输电线路两端的有功量测质量得分情况；

S33.取输电线路两端中较高的有功量测质量得分，判断其是否大于设定的有功量测质量得分门槛，若是，执行步骤S34；否则，该输电线路不进行输电线路电抗参数修正，参数修正流程结束；

S34.设置有功偏差门槛，确定输电线路两端中有功量测质量得分高的一端的有功量测值与状态估计值的偏差；

S35.判断线路两端中有功量测质量得分高的一端的有功量测值与状态估计值的偏差是否大于有功偏差门槛，若是，执行步骤S36；否则，该输电线路电抗参数无需修正，修正次数置为0，执行步骤S4；

S36.设置环的支路数最小门槛值，判断输电线路是否处于环网，且包含本输电线路的环的支路数最小值是否小于设定的环的支路数最小门槛值，若是，进行输电线路电抗参数修正；否则，该输电线路不进行输电线路电抗参数修正，参数修正流程结束。

5.根据权利要求4所述的输电线路参数修正方法，其特征在于，步骤S36所述的进行输电线路电抗参数修正的具体过程为：

S361.根据输电线路有功潮流方程，得出输电线路电抗的一元二次方程：

其中，输电线路两端中有功量测质量得分高的一端设为i端；输电线路另外一端设为j端；r为输电线路电阻；x为输电线路电抗，是需求解的未知数；

为输电线路i端有功量测值；V_i为输电线路i端电压幅值状态估计值；V_j为输电线路j端电压幅值状态估计值；

θ_ij＝θ_i-θ_j

其中，θ_i为输电线路i端电压相角状态估计值；θ_j为输电线路j端电压相角状态估计值；

S362.求解输电线路电抗的一元二次方程，判断是否符合电抗修正失败条件，若是，输电线路电抗参数修正计算失败，否则，输电线路电抗参数修正计算成功，得出输电线路电抗参数修正值。

6.根据权利要求5所述的输电线路参数修正方法，其特征在于，步骤S362所述的修正失败条件为：

1)输电线路电抗的一元二次方程无解；

2)i端有功状态估计值的绝对值大于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的大者小于等于0；

3)i端有功状态估计值的绝对值大于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的大者小于等于线路电抗参数修正前的值；

4)i端有功状态估计值的绝对值小于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的小者小于等于0；

5)i端有功状态估计值的绝对值小于i端有功量测值的绝对值，且所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的小者大于等于线路电抗参数修正前的值；

满足所述1)～5)的任意一项，则输电线路电抗参数修正计算失败。

7.根据权利要求6所述的输电线路参数修正方法，其特征在于，输电线路电抗参数修正计算成功，得出输电线路电抗参数修正值为：

如果i端有功状态估计值的绝对值大于i端有功量测值的绝对值，输电线路电抗参数修正值＝(上一状态估计周期输电线路电抗参数修正值×输电线路电抗参数修正次数+所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的大者)÷(输电线路电抗参数修正次数+1)；

如果i端有功状态估计值的绝对值小于i端有功量测值的绝对值，输电线路电抗参数修正值＝(上一状态估计周期输电线路电抗参数修正值×输电线路电抗参数修正次数+所述输电线路电抗的一元二次方程两个解中的小者)÷(输电线路电抗参数修正次数+1)；

此外，输电线路电抗参数修正次数增加1，如果输电线路电抗参数修正次数大于等于输电线路电抗参数的修正次数门槛，则输电线路电抗参数用修正值替换，输电线路电抗参数修正次数置0；输电线路电抗参数采用一阶低通滤波算法进行滚动修正，而且滤波系数与修正次数成反比。

8.根据权利要求3所述的输电线路参数修正方法，其特征在于，步骤S4的具体过程为：

S41.判断输电线路两端的无功量测是否均有效，若是，执行步骤S42；否则，该输电线路不进行输电线路对地电纳参数修正，参数修正流程结束；

S42.确定输电线路两端的无功量测质量得分情况；

S43.判断输电线路两端的无功量测质量得分是否均大于设定的无功量测质量得分门槛，若是，执行步骤S44；否则，该输电线路不进行输电线路对地电纳参数修正，参数修正流程结束；

S44.设置无功偏差门槛，确定输电线路两端无功量测值之和与状态估计值之和的偏差；

S45.判断输电线路两端无功量测值之和与状态估计值之和的偏差是否大于无功偏差门槛，若是，执行步骤S46；否则，该输电线路对地电纳参数无需修正，修正次数置为0，参数修正流程结束；

S46.利用输电线路两端无功量测值以及输电线路两端电压幅值、相角的状态估计值，进行输电线路对地电纳参数修正，得出输电线路对地电纳参数修正值，参数修正流程结束。

9.根据权利要求8所述的输电线路参数修正方法，其特征在于，步骤S46的具体过程为：

S461.根据输电线路无功潮流方程，得出输电线路对地电纳的一元一次方程：

其中，y_c为输电线路对地电纳，是需求解的未知数；

为输电线路i端无功量测值；V_i为输电线路i端电压幅值状态估计值；V_j为输电线路j端电压幅值状态估计值；θ_ij表示输电线路i端电压相角状态估计值与输电线路j端电压相角状态估计值之差；

为输电线路j端无功量测值；b为输电线路电纳；满足：

其中，r表示线路电阻；x表示线路电抗；

S462.求解输电线路对地电纳的一元一次方程，判断是否符合对地电纳修正失败条件，若是，输电线路对地电纳参数修正计算失败，否则，输电线路对地电纳参数修正计算成功，得出输电线路对地电纳参数修正值；

对地电纳修正失败条件为：

d.所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解大于0；

e.线路两端无功状态估计值的和大于无功量测值的和，且所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解小于等于线路对地电纳参数修正前的值；

f.线路两端无功状态估计值的和小于无功量测值的和，且所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解大于等于线路对地电纳参数修正前的值；

符合上述条件之一，输电线路对地电纳参数修正计算失败。

10.根据权利要求9所述的输电线路参数修正方法，其特征在于，步骤S462中所述输电线路对地电纳参数修正计算成功，得出输电线路对地电纳参数修正值的具体修正结果为：

线路对地电纳参数修正值＝(上一状态估计周期输电线路对地电纳参数修正值×输电线路对地电纳参数修正次数+所述输电线路对地电纳的一元一次方程的解)÷(输电线路对地电纳参数修正次数+1)；

输电线路对地电纳参数修正次数增加1，此时如果输电线路对地电纳参数修正次数大于等于输电线路对地电纳参数的修正次数门槛，则输电线路对地电纳参数用修正值替换，输电线路对地电纳参数修正次数置0；输电线路对地电纳参数采用一阶低通滤波算法进行滚动修正，而且滤波系数与修正次数成反比。

Images