[發明專利]一種多項式型抗差狀態估計方法

在審

• 申請號: 201710672135.6
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107482623A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 陳艷波;葛婷;劉進
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于電力系統調度自動化技術領域，具體涉及一種多項式型抗差狀態估計方法(Polynomial State Estimate,PSE)。

背景技術

電力系統狀態估計是能量管理系統的基礎和核心。現在幾乎每一個大型調度中心都安裝了狀態估計器，狀態估計已成為電網安全運行的基石。自1970年國外學者首次提出狀態估計以來，人們對狀態估計的研究和應用已經有40多年的歷史了，這期間涌現出了各種各樣的狀態估計方法。目前，在國內外應用最為廣泛的狀態估計是加權最小二乘法(Weighted least squares,WLS)。WLS模型簡潔，求解容易，但是其抗差性很差。為了增強抗差性，一般有兩種方法。第一種是在WLS估計之后加入不良數據辨識環節，例如最大正則化殘差檢驗法(LNR)或估計辨識方法等；另一種是采用抗差狀態估計方法。目前，國內外學者已經提出的抗差狀態估計方法(Robust state estimation)包括加權最小絕對值估計(Weighted least absolute value,WLAV)、非二次準則法(QL、QC等)、以合格率最大為目標的狀態估計(Maximum normal measurement rate,MNMR)以及指數型目標函數狀態估計(Maximum exponential square,MES)等。但是這些抗差狀態估計方法的估計性能仍有待提高。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。為此，本發明的一個目的在于提出一種抗差性好、計算效率高的多項式型抗差狀態估計方法(Polynomial State Estimate,PSE)。本發明的具體技術方案如下。

一種多項式型抗差狀態估計方法，包括以下步驟：

步驟A.提供多項式型抗差狀態估計模型；

步驟B.利用原-對偶內點算法，對所述多項式型抗差狀態估計模型求解。

在本發明的一個實施例中，所述多項式型抗差狀態估計模型為：

s.t.g(x)＝0 (2)

r＝z-h(x) (3)

其中：z∈R^m為量測矢量，包括節點注入有功和無功、支路有功和無功以及節點電壓幅值量測；x∈Rⁿ為狀態矢量，包括節點電壓幅值和平衡節點除外的其他各個節點相角；h:Rⁿ→R^m為由狀態矢量到量測矢量的非線性映射；r_i為殘差矢量r的第i個元素；g(x):Rⁿ→R^c為零注入功率等式約束；w_i為第i個量測量的權重。

在本發明的一個實施例中，所述步驟B包括：

步驟B1：進行初始化，令x為平啟動狀態變量；選擇r⁽⁰⁾＝λ⁽⁰⁾＝π⁽⁰⁾＝0；設置收斂判據ε＝10^-6，置迭代計數器k＝0；

步驟B2：求解修正方程，

以完成對變量的修正，得到[dx^T dr^T dλ^T dπ^T]；

步驟B3，修正變量

步驟B4：判斷是否收斂，若max(dx)<ε,則轉步驟B6，否則進入步驟B5；

步驟B5：令迭代計數器k＝k+1，進入步驟B2；

步驟B6：輸出最優解，結束。

在本發明的一個實施例中，所述步驟B1中，令x⁽⁰⁾∈Rⁿ代表由所有節點電壓幅值和相角組成的的平啟動狀態變量；選擇r⁽⁰⁾＝λ⁽⁰⁾＝π⁽⁰⁾＝0，其中λ∈R^c及π∈R^m為拉格朗日乘子矢量，m為量測量的個數，而c為零注入功率約束的個數；置迭代計數器k＝0。

在本發明的一個實施例中，所述步驟B2包括：

步驟B21：形成量測方程以及零注入功率約束對應的雅克比矩陣及形成量測方程以及零注入功率約束對應的海森矩陣及其中h(x)為狀態矢量到量測矢量的映射，即為量測估計值，g(x)＝0為零注入功率約束；