[發明專利]一種電力系統狀態并行估計方法及系統

有效

• 申請號: 202110371487.4
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113139718B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 李磊;梁正堂;管荑;黃強;李寬;李娜;孫孔明;佟新元;李玉敦;馬強;徐征;劉勇;白英偉;張強;劉萌;王永波;李聰聰;楊超;史方芳;王昕;張國輝;劉文學;孫景文;梁素杰
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/063
• 分類號: G06Q10/063;G06Q50/06;G06F17/11;G06F17/16;G06F17/18;H02J3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發明屬于電力系統領域，提供了一種電力系統狀態并行估計方法及系統。其中，該方法包括獲取電力系統的電氣接線圖及量測配置，構建相應的分塊信息矩陣網絡圖，采用最小長度算法對分塊信息矩陣網絡圖進行編號，以最少注入元為目標，形成有向因子圖；根據有向因子圖構建道路樹，將道路樹中的深度相同的節點劃分為同一并行任務；基于電網狀態估計的量測方程及劃分的并行任務，迭代求解各并行任務中的子任務所對應的電力系統狀態。

技術領域

本發明屬于電力系統領域，尤其涉及一種電力系統狀態并行估計方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

作為能量管理系統EMS中重要的功能模塊電力系統狀態估計，通常根據電網調度控制方式采用集中估計的模式。隨著電網規模的擴大，計算規模成倍增加。由于電網結構的特點，在狀態估計計算中的信息矩陣也呈現出高度稀疏的特點，采用稀疏矩陣技術進行計算可大大提高狀態估計的計算速度。然而，對于電力系統狀態估計而言，采用稀疏矩陣技術對節點優化編號須預先知道信息矩陣非零元的分布。以電力系統應用最為廣泛的加權最小二乘法為例，該信息矩陣的非零元的分布取決于量測雅可比矩陣互乘的結果，在系統節點較多，量測冗余較高的情況下，量測雅可比矩陣維數相應較高，直接通過量測雅可比矩陣互乘來確定信息矩陣非零元的分布，計算量較大。

作為能量管理系統EMS中重要的功能模塊電力系統狀態估計，通常根據電網調度控制方式采用集中估計的模式。隨著電網規模的擴大，調度的分層分區控制模式，使得傳統的集中式狀態估計越來越無法適應代電網的發展需求。將電網分為若干子區域，子區域各自獨立估計的分布式狀態更具現實意義。目前已有的分布式狀態估計模型主要分為以下幾類：主從協調分層估計方法，分區層各分區獨立估計，分區邊界點的狀態經協調層修正后返回各分區，直至滿足收斂條件；去中心化分散式估計，各分區僅與相鄰區域交換信息，無需上層協調，該類方法易于實現，但收斂性較弱。以上分布式算法存在的主要問題有：邊界點處估計結果與集中估計結果相比，存在不一致性；不同分區參考相角選取問題。PMU裝置由于可以直接測得母線電壓幅值或相角，在分布式估計中可有效解決參考相角的問題。已有的分布式狀態估計模型在對電力系統進行劃分時，主要以地理區域為參考，或在聯絡線路進行分割，各區不重疊，但邊界點的狀態變量的是重疊的；或者在邊界點進行母線撕裂。以上研究的分布式算法以異步迭代為主?，F有的垂直并行計算模式，任務劃分與網絡結構，地理位置無關，而與計算節點中信息矩陣G的結構及形成密切相關，該方法不存在異步協調估計的參考相角的問題，可實現并行計算結果與集中估計結果一致。但該方法在每個垂直縱剖面求解相關狀態變量時，未考慮信息矩陣G其它節點對該值的影響，直接將各相關剖面結果取平均值，其有效性值得商榷。

發明人發現，現有的電力系統狀態估計方案存在計算量大，且采用并行方案計算的有效性差的問題。

發明內容

為了解決上述背景技術中存在的技術問題，本發明提供一種電力系統狀態并行估計方法及系統，其基于廠站的并行計算任務劃分，基于信息矩陣結構的特點，以注入邊最少為原則實現矩陣方程求解，在求解過程中，根據數據流的方向，對計算任務進行劃分，實現同一任務內無關聯的廠站并行計算。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一個方面提供一種電力系統狀態并行估計方法。

一種電力系統狀態并行估計方法，包括：

獲取電力系統的電氣接線圖及量測配置，構建相應的分塊信息矩陣網絡圖；

采用最小長度算法對分塊信息矩陣網絡圖進行編號，以最少注入元為目標，形成有向因子圖；

根據有向因子圖構建道路樹，將道路樹中的深度相同的節點劃分為同一并行任務；

基于電網狀態估計的量測方程及劃分的并行任務，迭代求解各并行任務中的子任務所對應的電力系統狀態。