[發明專利]一種配電網分布式狀態估計方法

在審

• 申請號: 202111287078.2
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN114389312A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 周力;顧家如;徐杭;劉天揚
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

本發明涉及一種配電網分布式狀態估計方法，其包括以下步驟：步驟1：獲取配電網中分布式電源的歷史出力時間序列，進行Gram?Charlier級數擬合得到預測誤差概率密度函數，對Elman神經網絡算法進行改進，得到配電網中分布式電源出力的概率預測模型；步驟2：建立衡量節點間電氣距離的指標，并基于社區發現算法和社區合并算法將配電網劃分為若干個非重疊的子區域；步驟3：建立各個子區域的本地狀態估計模型，基于最小二乘準則對各本地狀態估計模型進行分布式求解。本發明可彌補當前配電網狀態估計方法對分布式電源偽量測數據預測建模的不足，并在考慮多種分布式電源出力不確定性的情況下確保分布式狀態估計結果的可靠性。

技術領域

本發明屬于配電網分布式狀態估計領域，特別涉及一種基于概率預測偽量測生成的配電網分布式狀態估計方法

背景技術

在以“碳達峰、碳中和”國家減碳戰略為牽引的能源革命背景下，我國能源系統正在發生重大變化，非化石能源占一次能源消費的比重將持續提高，分布式電源(Distributed Generation,DG)的并網規模將進一步增大，給網絡狀態的監測與控制帶來了嚴峻挑戰。配電網運行狀態的感知能力和靈活性資源的協同互動能力，是實現分布式電源大規模并網和配電系統安全經濟運行的基礎。

為了滿足配電網供電質量和可靠性要求，推動傳統無源配電網向主動配電網過渡，提升配電網主動調節、優化內部資源的能力，加快智能配電網的發展已成為共識。狀態估計作為配電網狀態感知理論體系的關鍵技術，是保障配電網安全、可靠與穩定運行的基礎環節，能夠為配電網優化調度及自愈控制等高級應用提供可靠數據。因此，可提高復雜配電網的調度控制能力和運行狀態自我感知能力的配電網狀態估計技術也已成為當前的研究熱點。

但現有的配電網態勢感知體系受到網絡通訊與計算能力的影響，數據的采集與處理難以滿足智能配電網的發展需求；現有量測設備布局下，難以獲得配電網完整的實時監測數據；多種分布式電源的出力不確定性給現有傳統集中式狀態估計技術帶來了巨大挑戰，考慮量測不確定性的配電網分布式狀態估計技術亟需進一步深入研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠考慮多種分布式電源出力不確定性、確保分布式狀態估計結果的可靠性的配電網分布式狀態估計方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種配電網分布式狀態估計方法，包括以下步驟：

步驟1：獲取配電網中分布式電源的歷史出力時間序列，基于所述配電網中分布式電源的歷史出力時間序列進行Gram-Charlier級數擬合而得到預測誤差概率密度函數，利用所述預測誤差概率密度函數對Elman神經網絡算法進行改進，利用改進后的所述Elman神經網絡得到所述配電網中分布式電源出力的概率預測模型；

步驟2：根據所述配電網的拓撲結構建立衡量節點間電氣距離的指標，利用所述指標并基于社區發現算法和社區合并算法對所述配電網進行分區而將所述配電網劃分為若干個非重疊的子區域；

步驟3：利用所述配電網中分布式電源出力的概率預測模型獲得所述配電網中分布式電源出力的概率預測結果，根據所述配電網中分布式電源出力的概率預測結果和所述配電網的分區結果，建立各個所述子區域的本地狀態估計模型，基于最小二乘準則對各所述本地狀態估計模型進行分布式求解，得到配電網的分布式狀態估計結果。

所述步驟1中，基于所述配電網中分布式電源的歷史出力時間序列進行Gram-Charlier級數擬合而得到預測誤差概率密度函數的方法為：將所述配電網中分布式電源的歷史出力時間序列作為預測誤差序列而將Gram-Charlier級數展開，由前四階Gram-Charlier級數展開得到所述預測誤差概率密度函數：