[發(fā)明專利]一種計(jì)及量測(cè)通信可靠度的配電系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210852303.0
• 申請(qǐng)日: 2022-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115423244A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文;趙琪;張婷婷;陳健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/06
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06;H04L43/0829
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種計(jì)及量測(cè)通信可靠度的配電系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法及系統(tǒng)。首先建立了一種考慮量測(cè)丟失的配電系統(tǒng)隨機(jī)狀態(tài)估計(jì)模型，在該模型中引入一系列隨機(jī)0?1變量表征量測(cè)的隨機(jī)丟失情況。為計(jì)算各隨機(jī)變量的取值，提出了一種考慮通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的量測(cè)通信可靠度計(jì)算方法。基于深度優(yōu)先遍歷尋找量測(cè)與估計(jì)器之間的通信路徑，并基于當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間計(jì)算各路徑的可靠度，然后將所有路徑正交化處理，并將所有正交路徑的可靠度相加得到量測(cè)通信可靠度。最后基于射影理論推導(dǎo)所建立隨機(jī)狀態(tài)估計(jì)模型的擴(kuò)展卡爾曼濾波算法，通過(guò)將各量測(cè)的通信可靠度引入估計(jì)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了量測(cè)權(quán)重的合理分配，提高了狀態(tài)估計(jì)精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種計(jì)及量測(cè)通信可靠度的配電系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

配電系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)精度很大程度上取決于量測(cè)信息的精度，而由于設(shè)備老化、信息攻擊等導(dǎo)致的通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的變化會(huì)導(dǎo)致量測(cè)信息丟失等隨機(jī)事件的發(fā)生，進(jìn)而在估計(jì)器接收到的數(shù)據(jù)中引入一系列離群值，影響狀態(tài)估計(jì)的精度。

現(xiàn)階段針對(duì)考慮隨機(jī)量測(cè)丟失的狀態(tài)估計(jì)方法中，多采用伯努利分布或馬爾科夫鏈對(duì)量測(cè)的隨機(jī)丟失特性進(jìn)行建模。具體而言，通過(guò)引入一系列0-1變量來(lái)表征量測(cè)信息的丟失情況，這些0-1變量在每個(gè)時(shí)刻的取值服從一定的概率分布。這種概率分布定義為通信可靠度或量測(cè)丟失率，通常與通信設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的研究中大多采用一個(gè)固定值作為各量測(cè)的通信可靠度，而忽略了通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化帶來(lái)的影響。實(shí)際上，通信設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)直接決定量測(cè)的通信可靠度，而量測(cè)通信可靠度的取值又會(huì)通過(guò)影響狀態(tài)估計(jì)器中各量測(cè)的權(quán)重而改變其對(duì)估計(jì)結(jié)果的貢獻(xiàn)程度，從而使可靠度更高的量測(cè)對(duì)估計(jì)結(jié)果產(chǎn)生更大的影響；因此，在狀態(tài)估計(jì)過(guò)程中考慮通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的影響，準(zhǔn)確計(jì)算各量測(cè)的通信可靠度顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種計(jì)及量測(cè)通信可靠度的配電系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法及系統(tǒng)，本發(fā)明通過(guò)建立配電系統(tǒng)的隨機(jī)狀態(tài)估計(jì)模型引入一系列隨機(jī)變量來(lái)描述系統(tǒng)的隨機(jī)量測(cè)丟失現(xiàn)象，進(jìn)而提出了一種配電系統(tǒng)量測(cè)通信可靠度計(jì)算方法來(lái)表征這些隨機(jī)變量的概率分布，并最終提出了一種考慮通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的配電系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法，將量測(cè)通信可靠度考慮在內(nèi)以實(shí)現(xiàn)更合理的量測(cè)權(quán)重分配。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)及量測(cè)通信可靠度的配電系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法，包括：

建立考慮隨機(jī)量測(cè)丟失的配電系統(tǒng)隨機(jī)狀態(tài)估計(jì)模型；

基于深度優(yōu)先遍歷獲取配電系統(tǒng)中量測(cè)設(shè)備與估計(jì)器之間所有的通信路徑，并基于通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算各通信路徑的可靠度；

將所有通信路徑進(jìn)行正交化處理，并將所有得到的正交路徑的可靠度相加得到量測(cè)通信可靠度；

推導(dǎo)配電系統(tǒng)隨機(jī)狀態(tài)估計(jì)模型的擴(kuò)展卡爾曼濾波算法，實(shí)現(xiàn)不同通信可靠度量測(cè)權(quán)重的合理分配；

進(jìn)一步的，在建立的配電系統(tǒng)隨機(jī)狀態(tài)估計(jì)模型中引入由隨機(jī)0-1變量組成的對(duì)角矩陣來(lái)表征量測(cè)的隨機(jī)丟失，引入的對(duì)角矩陣包括：維度為真實(shí)量測(cè)數(shù)目的真實(shí)量測(cè)分塊對(duì)角陣，以及維度為偽量測(cè)數(shù)目的偽量測(cè)分塊對(duì)角陣。

進(jìn)一步的，偽量測(cè)分塊對(duì)角陣為單位陣；真實(shí)量測(cè)分塊對(duì)角陣中各元素的取值取決于各量測(cè)的通信可靠度。

進(jìn)一步的，基于深度優(yōu)先遍歷獲取配電系統(tǒng)中量測(cè)設(shè)備與估計(jì)器之間所有的通信路徑時(shí)：首先找到一條從估計(jì)器到量測(cè)設(shè)備的路徑，然后回溯到量測(cè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)之前的節(jié)點(diǎn)，搜索是否存在其他能夠到達(dá)量測(cè)設(shè)備的路徑，如果存在則記能夠到達(dá)量測(cè)設(shè)備的路徑，如果不存在則回溯到量測(cè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)，直至回溯到估計(jì)器節(jié)點(diǎn)并遍歷完估計(jì)器節(jié)點(diǎn)相連的所有節(jié)點(diǎn)。