適應非光滑特性的交直流混合電力系統狀態估計

巨云濤，黃 炎

適應非光滑特性的交直流混合電力系統狀態估計

巨云濤，黃 炎

(中國農業大學信息與電氣工程學院，北京 100083)

交直流混合電力系統中的有載調壓變壓器(on-load-tap-changer, OLTC)和換流器模型存在大量限幅、死區等非光滑特性，如何處理換流器引入的分段函數約束是當前狀態估計的研究難點。構建了OLTC的混合整數非線性(mixed integer nonlinear programming, MINLP)模型，通過控制二次側電壓水平得到OLTC擋位的估計值。針對換流器采用分段函數描述包含限幅、死區等下垂控制特性的問題，提出采用近似擬合函數將分段函數光滑化。與采用MINLP描述分段函數的方法相比，所提模型顯著提高了計算效率。通過3節點和IEEE14節點交直流混合系統算例，驗證了所提狀態估計模型的正確性和實用性，同時分析了擬合系數對狀態估計的影響。算例表明，所提模型增強了狀態估計處理不良數據的能力，提高了對非光滑特性的適應能力，在保證計算精度的前提下能夠提高狀態估計的收斂性。

交直流混合；換流器；有載調壓變壓器；非光滑特性

0 引言

狀態估計(state estimation, SE)是實現電力系統安全評估、實時調度和穩定運行的基礎[1-3]。在“碳達峰，碳中和”的目標背景下，電網的新能源接入比例越來越高，電力系統電力電子化程度增高，狀態估計中考慮有載調壓變壓器(on-load-tap-changer, OLTC)、電力電子設備會引入大量含離散變量的限幅、死區等非光滑約束，國內外關于此類非光滑約束的研究尚不多見[4-6]。

基于物理模型的傳統SE方法仍是當前能量管理系統(energy management system, EMS)的主流方法。……