[發明專利]一種基于t分布的電力系統魯棒狀態估計方法

有效

• 申請號: 201811184923.1
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109146336B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 陳騰鵬;卿新林;曹宇豪
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種基于t分布的電力系統魯棒狀態估計方法，涉及電力系統分析技術領域。讀取電力系統的具體參數，形成節點導納矩陣和節點?支路模型；根據電力系統拓撲結構建立等效的計算電路，根據系統可觀的前提條件，在相應節點配備同步相量測量裝置；基于t分布和高斯分布，對量測值歷史數據進行t分布和高斯分布的擬合；讀取新量測值，用向量z(k)表示；基于最大似然估計基礎理論，構建t分布下的魯棒狀態估計算法；收斂條件判斷，得基于t分布的電力系統魯棒狀態的估計。抗干擾能力強，魯棒性好，估計精度高。

技術領域

本發明涉及電力系統分析技術領域，尤其是涉及一種基于t分布的電力系統魯棒狀態估計方法。

背景技術

電網是高效快捷的能源輸送通道和優化配置平臺，是電力能源可持續發展的關鍵環節。自2010年以來，全國電網規模增長近一倍。在電網規模不斷擴大的同時，風電、太陽能發電等新能源并網容量持續增加，又極大地增加了電網的復雜度。為實現電網安全、可靠、經濟、高效運行，電力系統狀態估計是不可或缺的重要組成部分。

由于傳感器誤差以及干擾的影響，量測值不可避免地存在隨機誤差和不良數據，因此量測值數據需要經過狀態估計濾除誤差、剔除不良數據之后，才能為控制系統提供可靠準確的電網狀態變量。傳統狀態估計方法，加權最小二乘法已經在電力系統應用多年，但存在不足之處。使用的量測數據來源于監測控制和數據采集(Supervisory Control AndData Acquisition，SCADA)系統，數據同步性較差。隨著同步相量測量單元(PhasorMeasurement Unit，PMU)的推廣和應用，雖然采集的量測數據精度明顯提高，但估計過程中通常將量測噪聲假設成高斯噪聲模型，也存在與實際不符合的情況。根據太平洋西北國家實驗室(Pacific Northwest National Laboratory,PNNL)的研究數據，PMU的電壓相量和電流相量的量測誤差甚至遵循非高斯分布。受到通訊故障、噪聲以及環境溫度變化的影響，PMU量測值也會有異常值和不良數據出現。假設量測噪聲模型一開始就假設錯誤，對于狀態估計的精度，有非常大的影響。如何應對異常值和不良數據的影響，提高抗干擾能力，也是丞待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，PMU在不久的將來將被大規模應用到電力系統的趨勢下，提供能夠實時快速地估計電網當前狀態，可提高系統的抗干擾能力和狀態估計精度的一種基于t分布的電力系統魯棒狀態估計方法。

本發明包括以下步驟：

1)讀取電力系統的具體參數，形成節點導納矩陣和節點-支路模型，所述具體參數包括開關狀態、拓撲結構、支路阻抗等；

2)根據電力系統拓撲結構建立等效的計算電路，根據系統可觀的前提條件，在相應節點配備同步相量測量裝置(Phasor Measurement Unit,PMU)，量測值包括節點電壓相量和支路電流相量，所述節點電壓相量包括實部和虛部，所述支路電流相量包括實部和虛部；

3)基于t分布和高斯分布，對量測值歷史數據進行t分布和高斯分布的擬合，并比較擬合結果，采用的量測噪聲模型為t分布模型，其中t分布的概率密度函數為：

其中，ε_i表示第i個量測噪聲，Γ(·)是伽馬函數，ξ_i是比例系數，ν_i是形狀系數；當形狀系數ν_i趨于無窮時，t分布變成高斯分布；所以，t分布具有很大的靈活性，可以方便地模擬高斯噪聲或非高斯噪聲；

4)讀取新量測值，用向量z(k)表示，其中k表示采樣時刻；

5)基于最大似然估計基礎理論，構建t分布下的魯棒狀態估計算法；