[發明專利]一種基于集控站調度主站的分布式狀態估計計算方法

有效

• 申請號: 201110439865.4
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102522824A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 於益軍;馮樹海;高宗和;戴則梅;劉俊;石飛;王禮文;王毅
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;G06F17/50
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明屬于電力系統計算領域，更準確地說涉及一種應用于集控站調度主站的分布式狀態估計計算方法。

背景技術

狀態估計算法的研究直接關系到狀態估計計算的速度、精度等。隨著電力系統規模的不斷擴大，考慮的因素也越來越多，傳統的集中式狀態估計建立的電力網絡狀態方程數目巨大、階數很高，即使采用諸多的先進技術和高性能的計算機，傳統的集中式狀態估計仍呈現出計算機內存不足，收斂速度慢等維數災難問題，不能滿足實時性要求。但電力系統的安全、穩定運行迫切要求能在短時間內迅速進行靜態和動態安全分析計算，判斷當時電網的薄弱環節，以此作為采取調整和防范措施的依據，這對提高電網運行的可靠性，防止發生大的系統性事故是十分重要的。縮短計算時間的一種有效方法是采用系統的簡化模型或等值模型。但過分簡化，計算精度會下降，某些情況誤差會大到無法接受的程度。為了減輕計算負擔，提高運算速度，滿足在線分析的需求，需要尋求新的狀態估計算法以適應未來電力系統的發展需求。隨著分布式技術的快速發展，分布式狀態估計是未來電力系統狀態估計發展的主要趨勢。

文獻一《分布式能管理系統狀態估計分布式異步迭代算法》(中國電機工程學報1996年第16卷第3期160頁)中應用狀態估計分量解法，提出狀態估計分布式異步迭代算法、可觀性判定定理和收斂性定理。但是這種分布式異步迭代算法的構造和收斂性分析非常困難。

文獻二《分布式狀態估計》(電力系統自動化1998年第12卷第6期35頁)中提出搭接的分布式狀態估計算法。這一算法解決了兩級分層式狀態估計算法的問題，但邊界母線的狀態值差異較大。

文獻三《分布式狀態估計算法的研究》(中國高等學校電力系統及其自動化專業第二十四屆學術年會論文集762頁)中采用基于區域劃分的分布式算法來解決多區域狀態估計優化向題，但在聯絡線處估計誤差較大。

發明內容

為了解決傳統的集中式狀態估計在電網結構超過一定規模時所面臨的高維度、數值穩定性低和收斂性差的問題，本發明提供了一種不僅可以明顯提高狀態估計的計算速度而且能夠顯著提高狀態估計計算精度的基于集控站調度主站的分布式狀態估計計算方法。

為了解決上述問題，本發明所采取的技術方案是：

一種基于集控站調度主站的分布式狀態估計計算方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)、多源量測信息的獲取：可以從集控站的能量管理系統中取得實時量測數據，在線獲得的量測信息包括支路的三相電流幅值量測、支路的有功量測、支路的無功量測、開關流過的三相電流幅值量測、開關流過的有功功率量測、開關流過的無功功率量測、各節點的三相電壓幅值量測、PMU量測、開關遙信狀態；

(2)、量測信息一致性檢驗：對于集控站內各廠站的量測信息，進行一致性檢驗；

(3)、多區域分布式狀態估計計算：根據子區域間的負荷與發電量盡可能平衡以及子區域間聯絡線盡量少的原則對集控站劃分子系統，在劃分子系統時，每個子系統要包括邊界的聯絡線以及聯絡線對端的節點；

(4)、集控站內可疑廠站的辨識：多區域分布式狀態估計通過辨識得到正則化殘差，如果該殘差大于檢驗門檻值，確定可疑量測，計算母線的可疑量測關聯指數，根據該指數辨識出可疑母線，并將該母線所在的廠站辨識為可疑廠站；

(5)、基于可疑廠站詳細模型的二次狀態估計計算：對辨識出可疑廠站作詳細建模，將斷路器支路作為零阻抗支路處理。斷路器的有功潮流、無功潮流以及斷路器狀態作為擴展狀態變量進行二次狀態估計計算。

前述的一種基于集控站調度主站的分布式狀態估計計算方法，其特征在于：步驟(2)包括以下一致性檢驗：

1)、基爾霍夫一致性檢驗：利用基爾霍夫定律對各節點進行量測一致性檢驗，各節點所聯支路的端點具備有效量測時滿足基爾霍夫定律，根據設置門檻，剔除顯著錯誤量測信息；

2)、支路狀態與量測一致性檢驗：綜合支路的量測信息對支路狀態進行校驗。對于支路有效量測并證明明顯帶電運行的設備，根據采集遙信對相應的開關刀閘狀態進行判定，給出可疑遙信狀態；

3)、斷路器狀態與刀閘狀態一致性檢驗：根據不同的接線方式對集控站內的斷路器以及刀閘狀態進行一致性檢驗，給出可疑遙信狀態；

4)、時間序列一致性檢驗：根據兩次狀態估計獲取的量測信息斷面進行時間序列的一致性檢驗，針對前后兩次獲取斷面的量測變化情況對支路狀態進行判定。