[發(fā)明專利]一種基于邊界融合的電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810239661.8
• 申請(qǐng)日: 2018-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN108376983B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張化光;楊珺;白潔;汪剛;孫秋野;劉鑫蕊;王迎春;楊東升;王智良;黃博南;王占山;羅艷紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種基于邊界融合的電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法，采用一種基于邊界融合的電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊及數(shù)據(jù)融合模塊：

所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊，包括若干個(gè)與劃分區(qū)域的個(gè)數(shù)相同的數(shù)據(jù)采集單元，用于獲取各節(jié)點(diǎn)的量測(cè)量，包括各節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率、各支路的功率；

所述通信模塊，包括若干個(gè)與劃分區(qū)域的個(gè)數(shù)相同的數(shù)據(jù)傳輸單元，通過數(shù)據(jù)傳輸器將數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)融合模塊；

所述數(shù)據(jù)融合模塊，包括本地?cái)?shù)據(jù)單元和狀態(tài)估計(jì)單元；所述本地?cái)?shù)據(jù)單元，用于存儲(chǔ)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)線路參數(shù)及支路-節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣；所述狀態(tài)估計(jì)單元，包括存儲(chǔ)器和顯示器；所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的基于邊界融合的狀態(tài)估計(jì)程序，該程序被執(zhí)行以便實(shí)現(xiàn)基于邊界融合的電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)；所述顯示器用于顯示基于邊界融合的狀態(tài)估計(jì)程序運(yùn)行輸出的狀態(tài)估計(jì)值；

其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1、通過對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的劃分，將各區(qū)域節(jié)點(diǎn)分為邊界節(jié)點(diǎn)和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)；對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的劃分方法具體為：

以節(jié)點(diǎn)撕裂法初步將電網(wǎng)劃分為N個(gè)區(qū)域，得到區(qū)域集合為K＝{1,2,…,N}，N≥2；在各區(qū)域增加一個(gè)或數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)使相鄰區(qū)域間有一條公共支路，完成區(qū)域劃分；根據(jù)區(qū)域的劃分，各節(jié)點(diǎn)也被分為區(qū)域的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和邊界節(jié)點(diǎn)，邊界節(jié)點(diǎn)為公共支路上的節(jié)點(diǎn)；

步驟2、通過各區(qū)域的數(shù)據(jù)采集單元獲取各區(qū)域中全部節(jié)點(diǎn)的量測(cè)數(shù)據(jù)，包括各節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率、各支路的功率；由數(shù)據(jù)傳輸單元通過數(shù)據(jù)傳輸器將數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)融合模塊；

步驟3、對(duì)各個(gè)區(qū)域電網(wǎng)，根據(jù)支路功率和節(jié)點(diǎn)電壓幅值關(guān)系對(duì)劃分后的區(qū)域建立量測(cè)方程，引入中間變量，根據(jù)劃分好的節(jié)點(diǎn)類型分別求取內(nèi)部量和邊界量；具體方法為：

對(duì)于子區(qū)域m、根據(jù)支路功率和節(jié)點(diǎn)電壓幅值關(guān)系對(duì)劃分后的區(qū)域m建立量測(cè)方程，如下式所示：

Z_m＝Ay_m+e＝A[y_{m_in} Bond_{m_ab}]^T+e；

其中，Z_m為區(qū)域m的量測(cè)量；A為常數(shù)矩陣；e為量測(cè)誤差向量；y_m為中間變量；y_{m_in}為區(qū)域m的內(nèi)部量；a、b為區(qū)域m、n公共支路上的節(jié)點(diǎn)；Bond_{m_ab}為區(qū)域m的邊界量，其形式如下：

其中，V_a、V_b分別為a、b的節(jié)點(diǎn)電壓；θ_ab＝θ_a-θ_b，為兩節(jié)點(diǎn)a、b的相角差；

對(duì)于區(qū)域n，邊界量為Bond_{n_ba}，其形式如下：

其中，θ_ba＝θ_b-θ_a，為兩節(jié)點(diǎn)b、a的相角差；

步驟4、對(duì)于相鄰區(qū)域，構(gòu)建融合矩陣，運(yùn)用智能算法對(duì)兩區(qū)域的邊界量進(jìn)行融合，并用融合后的值替換原邊界值；

步驟5、對(duì)各個(gè)區(qū)域，對(duì)修正后的中間變量進(jìn)行非線性變換，再以最小二乘法求取其狀態(tài)變量的估計(jì)值；

步驟6、輸出全部狀態(tài)變量估計(jì)值。