(57)【要約】
2016530865.tif 000064抵抗Ｒ、リアクタンスＸ、サセプタンスＢを含む要素パラメータを還元し、要素パラメータＲ、Ｘ、Ｂと電力補正係数βを出力する、電力システムにおける要素パラメータと電力補正係数の識別方法及びシステムを提供する。本方法によれば、要素パラメータと電力補正係数を識別可能であり、識別精度が高いことから、状態予測の精度が向上するとともに、安定性解析、安定性チェック及び安定性制御といった応用における精度も向上する。【選択図】図１
2016530865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
2016530865.tif 000048
2016530865.tif 000049
Ｙから、抵抗Ｒ、リアクタンスＸ、サセプタンスＢを含む要素パラメータを還元するステップＳ５と、
要素パラメータＲ、Ｘ、Ｂと電力補正係数βを出力するステップＳ６と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
2016530865.tif 000050
【請求項３】
2016530865.tif 000051
【請求項４】
前記のＪを最小化するようにＹ及びβを求めることには、線形最適化理論又は非線形最適化理論に基づいてＹ及びβを評価し、Ｊに最小値をとらせることが含まれることを特徴とする請求項１記載の的方法。
【請求項５】
2016530865.tif 000052
【請求項６】
2016530865.tif 000053
2016530865.tif 000054
【数１】
2016530865.tif 000055
【請求項７】
2016530865.tif 000056
2016530865.tif 000057
【請求項８】
2016530865.tif 000058
【請求項９】
2016530865.tif 000059
【請求項１０】
更に、定常値取得ユニットを含み、前記定常値取得ユニットは、
電力網の遠隔測定値に対し定常状態処理を実施し、遠隔測定定常値を取得するための定常状態処理モジュールと、
2016530865.tif 000060
【請求項１１】
2016530865.tif 000061
2016530865.tif 000062
【数２】
2016530865.tif 000063
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力網における調整自動化技術に関し、具体的には、電力システムにおける要素パラメータと電力補正係数の識別方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力システムにおける要素パラメータの識別は、電力システムにおけるデータ処理、計算分析、オンラインデバッグ、故障診断、動作状態予測といった動作の元データを提供可能とし、電力システムの分析や計算において重要な役割を果たす。
【０００３】
従来の要素パラメータの方法では、取得した要素パラメータの誤差が大きく、特に、送電線のパラメータ誤差が実測で３０％以上と大きかった。また、ＩＥＥＥの理論的パラメータ誤差も２０％程度とされており、電力システムの状態予測や安定性解析等の手順において計算精度に深刻な影響を与え、ひいては誤った判断にもつながっていた。
【０００４】
特許文献１の「データサンプリング方法とシステム、及びパラメータ識別におけるその応用方法とシステム」では、サンプリングにより取得されたデータをローパスフィルタリングし、リサンプリングした後に定常状態処理を実施してから、システムの静的パラメータを識別している。しかし、このような方法を用いて電力システムの要素パラメータを識別する場合には、測定誤差の影響を受けてしまう。特に、変流器ＣＴ（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）の誤差、計器用変圧器ＰＴ（Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）の誤差の影響を受ける結果、識別される要素パラメータにずれが生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】中国特許出願第ＣＮ２０１２１０４０８５３４．９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の技術的課題を解決するために、本発明は、電力システムにおける要素パラメータと電力補正係数の識別方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
2016530865.tif 000003
前記ｎ個の要素に関するアドミタンス行列であるステップＳ３であって、ｎ＝１の場合、前記電力電圧の方程式には要素の電力電圧の方程式が含まれ、ｎ＞１の場合、前記電力電圧の方程式には、要素の電力電圧の方程式と、電力網におけるノードの電力電圧の方
2016530865.tif 000004
うにＹ及びβを求めるステップＳ４と、Ｙから、抵抗Ｒ、リアクタンスＸ、サセプタンスＢを含む要素パラメータを還元するステップＳ５と、要素パラメータＲ、Ｘ、Ｂと電力補正係数βを出力するステップＳ６と、を含む。
【０００８】
2016530865.tif 000005
【０００９】
2016530865.tif 000006
【００１０】
また、前記のＪを最小化するようにＹ及びβを求めることには、線形最適化理論又は非線形最適化理論に基づいてＹ及びβを評価し、Ｊに最小値をとらせることが含まれる。
【００１１】
2016530865.tif 000007
【００１２】
2016530865.tif 000008
2016530865.tif 000009
【００１３】
【数１】
2016530865.tif 000010
【００１４】
2016530865.tif 000011
【００１５】
2016530865.tif 000012
2016530865.tif 000013
【００１６】
2016530865.tif 000014
【００１７】
2016530865.tif 000015
【００１８】
2016530865.tif 000016
【００１９】
2016530865.tif 000017
【００２０】
【数２】
2016530865.tif 000018
【００２１】
2016530865.tif 000019
【発明の効果】
【００２２】
本発明において識別される電力補正係数βは、遠隔測定された有効電力及び無効電力のオンライン補正に用いられる。βは識別により取得されるため、変流器ＣＴの誤差、計器用変圧器ＰＴの誤差の影響、及び無効電力の測定公式の影響を織り込み済みである。よって、無効電力の測定誤差を別途考慮する必要がない。また、本発明では、要素パラメータを更に識別し、要素パラメータをオンラインの応用方程式に代入している。これにより、電力補正係数βと要素パラメータとが相互に作用するため、状態予測の精度が向上するとともに、安定性解析、安定性チェック及び安定性制御といった応用の精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の電力システムにおける要素パラメータと電力補正係数の識別方法のフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の電力システムにおける要素パラメータと電力補正係数の識別システムのブロック図である。
【図３（ａ）】図３（ａ）は、ＣＴ回路図である。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は、ＣＴの等価回路図である。
【図４】図４は、送電線の等価回路図である。
【図５】図５は、三巻線変圧器の等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、図面を組み合わせて本発明につき更に説明する。
【００２５】
図１を参照して、本発明の電力システムにおける要素パラメータと電力補正係数の識別方法は、ステップとして以下を順に含む。
（１）電力網の遠隔測定値を入力する。
（２）遠隔測定値に対し定常状態処理を実施し，遠隔測定定常値を取得する。
2016530865.tif 000020
（７）Ｙから、抵抗Ｒ、リアクタンスＸ、サセプタンスＢを含む要素パラメータを還元する。
（８）要素パラメータＲ、Ｘ、Ｂと電力補正係数βを出力する。
【００２６】
ここで、電力網の遠隔測定値を入力するとは、電力ＳＣＡＤＡ(Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｎｄ  Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，データ採集及び監視制御)システムから直接取得するか、或いは、ＳＣＡＤＡの遠隔測定データ履歴とされる。
【００２７】
また、前記定常状態処理については、当業者であれば複数の方法を想定可能であり、中国特許出願第２０１２１０４０７９２５９号や第２０１２１０４０８５３５．３号を参照してもよい。
【００２８】
2016530865.tif 000021
2016530865.tif 000022
【００２９】
2016530865.tif 000023
【００３０】
2016530865.tif 000024
【００３１】
2016530865.tif 000025
【００３２】
2016530865.tif 000026
2016530865.tif 000027
【００３３】
2016530865.tif 000028
【００３４】
最小化によって要素のアドミタンス行列Ｙを求めた後、要素のアドミタンス行列と要素パラメータＲ、Ｘ、Ｂの関係から、要素パラメータＲ、Ｘ、Ｂを還元する。
【００３５】
2016530865.tif 000029
【００３６】
複数の要素を接続してなる電力網については、複数の単一要素の電力電圧の方程式に基づいて排列すると、最終的に取得される要素の電力電圧の方程式は形式的に単一要素と同様となり、Ｙのブロック行列の対角成分が単一要素のアドミタンス行列となる。また、電力網における各ノードの電力方程式はノードの電力方程式を満たし、入力電力が
2016530865.tif 000030
式中、Ｐiはノードｉに入力される有効電力、Ｑiはノードｉに入力される無効電力、ｎiはｉ番目のノードに接続される要素の数、Ｐikはｉ番目のノードに接続されるｋ番目の要素における有効電力の遠隔測定補正値、Ｑikはｉ番目のノードに接続されるｋ番目の要素における無効電力の遠隔測定補正値、Ｎは電力網のノード数である。
【００３７】
2016530865.tif 000031
【００３８】
【数３】
2016530865.tif 000032
【００３９】
2016530865.tif 000033
【００４０】
最小化によってアドミタンス行列Ｙを求めた後に、アドミタンス行列Ｙから要素パラメータを還元するとは、まずＹから各要素のアドミタンス行列を還元し、続いて各要素のアドミタンス行列と要素パラメータＲ、Ｘ、Ｂの関係から、要素パラメータＲ、Ｘ、Ｂを還元することをいう。
【００４１】
図２は、本発明の電力システムにおける要素パラメータと電力補正係数の識別システムのブロック図であり、以下を含んでいる。
【００４２】
定常値取得ユニット（１）は、定常状態処理モジュール（１１）と定常値選択モジュール（１２）を含む。前記定常状態処理モジュール（１１）は、電力網の遠隔測定値に対し定常状態処理を実施し、遠隔測定定常値を取得するために用いられる。前記定常値選択モジュール（１２）は、遠隔測定定常値から、前記ｎ個の要素を有する電力網にお
2016530865.tif 000034
【００４３】
2016530865.tif 000035
2016530865.tif 000036
に代入して、Ｊを最小化するようにＹ及びβが求められる。
【００４４】
還元ユニット(３)は、Ｙから要素のアドミタンス行列を分離し、続いて、要素のアドミタンス行列から抵抗Ｒ、リアクタンスＸ、サセプタンスＢを含む要素パラメータを還元するために用いられる。
【００４５】
出力ユニット(４)は、要素パラメータＲ、Ｘ、Ｂと電力補正係数βを出力するために用いられる。
【００４６】
以下に、幾つかの実施例を挙げて、アドミタンス行列Ｙから要素パラメータを還元する過程について説明する。
【００４７】
実施例１では送電線を対象とする。回路の長短に拘わらず、送電線の等価回路はいずれも図４のようになる。図中のＲは回路の等価抵抗、Ｘは回路の電源周波数等価リアクタンス、Ｂは回路の電源周波数等価サセプタンス、Ｇは回路の電源周波数等価コンダクタンスである。
【００４８】
【数４】
2016530865.tif 000037
【００４９】
よって、要素における送電線のアドミタンス行列Ｙは下記式のようになる。
【００５０】
【数５】
2016530865.tif 000038
【００５１】
式１より、ＹとパラメータＲ、Ｘ、Ｂ的関係は下記式のように記載可能である。
【００５２】
【数６】
2016530865.tif 000039
【００５３】
2016530865.tif 000040
【００５４】
実施例２では、二巻線変圧器を対象とする。二巻線変圧器の等価回路より、アドミタンス行列Ｙを下記式のように記載可能である。
【００５５】
【数７】
2016530865.tif 000041
【００５６】
式中、Ｒは変圧器の銅抵抗、Ｘは短路リアクタンス、Ｇは鉄損コンダクタンス、Ｂは励磁サセプタンス、ｋは変圧器の非標準変圧比であり、ｋについても識別可能である。
【００５７】
実施例３では、三巻線変圧器を対象とする。図５を参照して、Ｒ1は巻線１の等価抵抗、Ｘ1は巻線１の等価リアクタンス、Ｒ2は巻線２の等価抵抗、Ｘ2は巻線２の等価リアクタンス、ｋ12は巻線１と巻線２の非標準変圧比、Ｒ3は巻線３の等価抵抗、Ｘ3は巻線３の等価リアクタンス、ｋ13は巻線１と巻線３の非標準変圧比、Ｇは変圧器の鉄損等価コンダクタンス、Ｘmは変圧器の等価励磁リアクタンスである。よって、下記式のようになる。
【００５８】
【数８】
2016530865.tif 000042
【００５９】
式中、Ｙは三巻線変圧器のアドミタンス行列である。ここで、下記式のようになる。
【００６０】
【数９】
2016530865.tif 000043
【００６１】
これより、三巻線変圧器のアドミタンス行列Ｙ、及びＹと三巻線変圧器における非標準変圧比を含むパラメータとの関係が得られる。
【００６２】
実施例４では、同一ラインを共用する２つの回路を対象とする。
【００６３】
【数１０】
2016530865.tif 000044
【００６４】
これを書き替えると、２回路の公式が得られる。
【００６５】
【数１１】
2016530865.tif 000045
【００６６】
式中、Ｒ1、Ｘ1及びＢ1は、回路１の抵抗、リアクタンス及びサセプタンスであり、Ｒ2、Ｘ2及びＢ2は回路２の抵抗、リアクタンス及びサセプタンスであり、ＲmとＸmは、２回路の相互抵抗及び相互リアクタンスである。
【００６７】
同様にして、相互リアクタンスを考慮した同一ラインを共用する複数回路の方程式を記載し、これらのアドミタンス行列、及び当該アドミタンス行列とパラメータとの関係を得ることが可能である。
【００６８】
実施例５では、単一回路及び１の三巻線変圧器を識別するため、下記式となる。
【００６９】
【数１２】
2016530865.tif 000046
【００７０】
式中、Ｙ11は式１で詳述したように当該回路のアドミタンス行列であり、Ｙ22は、式４で詳述したように三巻線変圧器のアドミタンス行列である。また、列ベクトルＰ、Ｑ及びＵは、下記式のようにブロックに区分け可能である。
【００７１】
【数１３】
2016530865.tif 000047
【００７２】
式中、Ｐ1、Ｑ1、Ｕ1は、式１で詳述したように当該回路の列ベクトルＰ、Ｑ、Ｕであり、Ｐ2、Ｑ2、Ｕ2は、式４で詳述したように当該三巻線変圧器の列ベクトルＰ、Ｑ、Ｕである。
【００７３】
複数の要素を識別したい場合には、これら要素のアドミタンス行列をブロックのアドミタンス行列における対角成分とし、非対角成分を０とすればよい。また、これに応じて、列ベクトルＰ、Ｑ、Ｕもブロックに区分けして、順に排列すればよい。
【００７４】
本発明において識別される電力補正係数βは、遠隔測定された有効電力及び無効電力のオンライン補正に用いられる。βは識別により取得されるため、変流器ＣＴの誤差、計器用変圧器ＰＴの誤差の影響、及び無効電力の測定公式の影響を織り込み済みである。よって、無効電力の測定誤差を別途考慮する必要がない。また、本発明では、要素パラメータを更に識別し、要素パラメータをオンラインの応用方程式に代入している。これにより、電力補正係数βと要素パラメータとが相互に作用するため、状態予測の精度が向上するとともに、安定性解析、安定性チェック及び安定性制御といった応用の精度も向上する。
【図３（ａ）】
2016530865.tif 000065
【図３（ｂ）】
2016530865.tif 000066
【図４】
2016530865.tif 000067
【図５】
2016530865.tif 000068
【図１】
2016530865.tif 000069
【図２】
2016530865.tif 000070
【国際調査報告】
2016530865.tif 000071
2016530865.tif 000072
2016530865.tif 000073
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