一种双曲正切型抗差状态估计方法技术

本发明专利技术属于电力系统调度自动化领域，尤其涉及一种双曲正切型抗差状态估计方法。所述方法包括：首先建立双曲正切型抗差状态估计基本模型，然后利用原‑对偶内点算法，对所述双曲正切型抗差状态估计求解。本发明专利技术具有很强的抗差性和很高的计算效率，能抑制杠杆点不良数据，具有良好的工程应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统调度自动化领域，尤其涉及一种双曲正切型抗差状态估计方法。
技术介绍
电力系统状态估计是能量管理系统的基础和核心。现在几乎每一个大型调度中心都安装了状态估计器，状态估计已成为电网安全运行的基石。自1970国外学者首次提出状态估计以来，人们对状态估计的研究和应用已经有40多年的历史了，这期间涌现出了各种各样的状态估计方法。目前，在国内外应用最为广泛的状态估计是加权最小二乘法(Weighted least squares,WLS)。WLS模型简洁，求解容易，但是其抗差性很差。为了增强抗差性，一般有两种方法。第一种是在WLS估计之后加入不良数据辨识环节，例如最大正则化残差检验法(LNR)或估计辨识方法等；另一种是采用抗差状态估计方法。目前，国内外学者已经提出的抗差状态估计方法(Robust state estimation)包括加权最小绝对值估计(Weighted least absolute value,WLAV)、非二次准则法(QL、QC等)、以合格率最大为目标的状态估计(Maximum normal measurement rate,MNMR)以及指数型目标函数状态估计(Maximum exponential square,MES)等。但是这些抗差状态估计方法的估计性能仍有待提高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种双曲正切型抗差状态估计方法，其特征在于，所述方法的步骤为步骤1、建立双曲正切型抗差状态估计模型；步骤2、利用原-对偶内点算法，对所述双曲正切型抗差状态估计求解。所述双曲正切型抗差状态估计模型为 m i n x J ( x ) = Σ i = 1 m w i [ tanh ( r i + b σ ) + tanh ( - r i + b σ ) ] ]]>s.t.g(x)＝0r＝z-h(x)其中：z∈Rm为量测矢量，包括节点注入有功和无功、支路有功和无功以及节点电压幅值的量测，m为量测量的个数；x∈Rn为状态矢量，包括节点电压幅值和平衡节点除外的其他各个节点相角；h:Rn→Rm为由状态矢量到量测矢量的非线性映射；ri为残差矢量r的第i个元素，n为状态矢量的个数；g(x):Rn→Rc为零注入功率等式约束；wi为第i个量测量的权重，σ为倾斜度参数，b为窗宽参数。步骤201、赋状态矢量x∈Rn初值为平启动状态矢量；选择r(0)＝λ(0)＝π(0)＝0，其中λ∈Rc及π∈Rm为拉格朗日乘子矢量，c为零注入功率约束的个数，r为残差矢量；设置收敛判据ε＝10-6，置迭代计数器k＝0；步骤202、求解修正方程，得到[dxT drT dλT dπT]，其中dx、dλ、dr、dπ分别为矢量x、λ、r、π的修正量；步骤203、修正变量：步骤204、判断是否收敛，若max(dx)<ε,则转步骤206，否则进入步骤205；步骤205、令迭代计数器k＝k+1，进入步骤202；步骤206、输出最优解，结束。所述步骤202包括：步骤2021、形成量测方程以及零注入功率约束对应的雅克比矩阵及形成量测方程以及零注入功率约束对应的海森矩阵及其中h(x)为状态矢量到量测矢量的映射，即为量测估计值，g(x)＝0为零注入功率约束；步骤2022、引入拉格朗日函数计算拉格朗日函数L对于矢量x、λ、π、r泰勒展开的线性部分Lx、Lλ、Lπ、分别为Lx＝-GTλ+HTπ，Lλ＝-g(x)，Lπ＝-(z-h(x)-r)，及G是函数g(x)的海森矩阵，H是函数h(x)的海森矩阵，W为Rm×m的对角阵，其对角元素为上述式中，i＝1,2…m；步骤2023、求解修正方程I为单位矩阵。有益效果本专利技术的双曲正切型抗差状态估计方法在估计过程中可有效抑制包括一致性不良数据在内的多个不良数据和杠杆点的不良数据，显示了良好的抗差性，并具有很高的计算效率，非常适宜于实际工程应用。附图说明图1为本专利技术的一种双曲正切型抗差状态估计方法的流程图；图2为直流系统算例示意图。具体实施方式本专利技术提出了一种双曲正切型抗差状态估计方法，如图1所示，本专利技术实施例的双曲正切型抗差状态估计方法包括下列步骤：步骤1：双曲正切型抗差状态估计(Hyperbolic tangent state estimation,TANH)模型如下所示 m i n x J ( x ) = Σ i = 1 m w i [ tanh ( r i + b σ ) + tanh ( - r i + b σ ) ] - - - ( 1 ) ]]>s.t.g(x)＝0 (2)r＝z-h(x) (3)式中：z∈Rm为量测矢量，常包括节点注入有功和无功、支路有功和无功以及节点电压幅值量测等；x∈Rn为包括节点电压幅值和相角的状态矢量(平衡节点相角除外)；h:Rn→Rm为由状态矢量到量测矢量的非线性映射；ri是残差矢量r的第i个元素；g(x):Rn→Rc为零注入功率等式约束；wi为第i个量测量的权重，σ为倾斜度参数，b为窗宽参数。步骤2：利用原-对偶内点算法，对所述双曲正切型抗差状态估计模型求解。(1)TANH模型的求解方法TANH模型(1)～(3)是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双曲正切型抗差状态估计方法，其特征在于，所述方法的步骤为步骤1、建立双曲正切型抗差状态估计模型；步骤2、利用原‑对偶内点算法，对所述双曲正切型抗差状态估计求解。

【技术特征摘要】
1.一种双曲正切型抗差状态估计方法，其特征在于，所述方法的步骤为步骤1、建立双曲正切型抗差状态估计模型；步骤2、利用原-对偶内点算法，对所述双曲正切型抗差状态估计求解。2.根据权利要求1所述的双曲正切型抗差状态估计方法，其特征在于，所述双曲正切型抗差状态估计模型为 m i n x J ( x ) = Σ i = 1 m w i [ tanh ( r i + b σ ) + tanh ( - r ...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艳波，谢瀚阳，马进，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11