[發明專利]一種基于邊界融合的電網狀態估計系統及方法

有效

• 申請號: 201810239661.8
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108376983B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）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（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

本發明提供一種基于邊界融合的電網狀態估計系統及方法，涉及電網狀態估計技術領域。系統包括獲取各節點的量測量的電網數據采集模塊以及包括本地數據單元、狀態估計單元的通信模塊及數據融合模塊，狀態估計單元包括存儲有基于邊界融合的狀態估計程序的存儲器和顯示程序運行輸出狀態變量的顯示器；狀態估計程序被執行以便實現基于邊界融合的電網狀態估計；估計方法為，對區域電網的劃分后，建立各區域的量測方程，求取內部量和邊界量，對兩區域的邊界量進行融合后修正邊界量，對中間變量進行非線性變換后以最小二乘法求取其狀態變量的估計值并輸出。本發明系統通信量少，狀態估計方法在不失準確性的情況下，提高了電網狀態估計的運算速度。

技術領域

本發明涉及電網狀態估計技術領域，尤其涉及一種基于邊界融合的電網狀態估計系統及方法。

背景技術

自動化設備在現今廣泛使用，在電力系統里也是如此。但是，在最近幾年，電網規模迅速變大，產生的量測量也多了很多，需要傳輸的數據日益增加，狀態估計運算速度會變得越來越慢，其所得的結果對電網運行和調度都起著極其重要的作用，故難以滿足智能電網對電網實時控制的要求。因此，如何提高計算速度，是本領域技術人員目前需要解決的問題。

狀態估計利用已寫好的程序，實時處理監測裝置送來的數據信息，從而得出表征系統運行狀態的可靠值，使各種誤差和干擾的影響達到最小。狀態估計算法是指在給定網絡接線、支路參數和量測系統的條件下，根據量測值求得最優狀態估計值的計算方法，它是狀態估計程序的核心部分，因此狀態估計算法的選擇對整個狀態估計程序的性能有很大影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于邊界融合的電網狀態估計系統及方法，以解決現有技術中狀態估計運算速度難以滿足智能電網對電網實時控制的要求的問題。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一方面，本發明提供一種基于邊界融合的電網狀態估計系統，包括電網數據采集模塊、通信模塊及數據融合模塊：

所述電網數據采集模塊，包括若干個與劃分區域的個數相同的數據采集單元，用于獲取各節點的量測量，包括各節點的有功功率和無功功率、各支路的功率；

所述通信模塊，包括若干個與劃分區域的個數相同的數據傳輸單元，通過數據傳輸器將數據采集單元采集到的數據傳輸到數據融合模塊；

所述數據融合模塊，包括本地數據單元和狀態估計單元；所述本地數據單元，用于存儲電網網絡線路參數及支路-節點關聯矩陣；所述狀態估計單元，包括存儲器和顯示器；所述存儲器存儲有計算機可執行的基于邊界融合的狀態估計程序，該程序被執行以便實現基于邊界融合的電網狀態估計；所述顯示器用于顯示基于邊界融合的狀態估計程序運行輸出的狀態估計值。

另一方面，本發明還提供一種基于邊界融合的電網狀態估計方法，采用上述基于邊界融合的電網狀態估計系統實現，包括以下步驟：

步驟1、通過對區域電網的劃分，將各區域節點分為邊界節點和內部節點；

步驟2、通過各區域的數據采集單元獲取各區域中全部節點的量測數據，包括各節點的有功功率和無功功率、各支路的功率；由數據傳輸單元通過數據傳輸器將數據采集單元采集到的數據傳輸到數據融合模塊；

步驟3、對各個區域電網，根據支路功率和節點電壓幅值關系對劃分后的區域建立量測方程，引入中間變量，根據劃分好的節點類型分別求取內部量和邊界量；

步驟4、對于相鄰區域，構建融合矩陣，運用智能算法對兩區域的邊界量進行融合，并用融合后的值替換原邊界值；

步驟5、對各個區域，對修正后的中間變量進行非線性變換，再以最小二乘法求取其狀態變量的估計值；

步驟6、輸出全部狀態變量估計值。