一种配电网多相状态估计方法技术

本发明专利技术公开了一种配电网多相状态估计方法，包括以下步骤：S1、建立状态估计量测模型的误差模型和量测方程；S2、建立状态估计的多相网络约束；S3、根据多相网络约束和状态估计量测模型，建立状态估计模型；S4、基于建立的状态估计模型，进行迭代优化，实现配电网多相状态估计。本方法避免了间接量测带来的转换误差，计算效率高，而且估计结果较为准确，可广泛应用于配电网的状态估计行业中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统运行与控制领域，特别是涉及一种配电网多相状态估计方法。
技术介绍
状态估计(StateEstimation，SE)为配电网网络分析与优化提供可靠的基础运行数据，是配电管理系统的核心功能。传统的配电网状态估计方法，认为支路和节点功率量测是满足正态分布的独立不相关随机变量，以加权残差平方和最小为目标的最小二乘状态估计能求得理论上最优的状态量。近年来的研究成果表明指出配电网的功率量测很多是基于直接量测导出的间接量测，电压、电流与有功、无功量测具有很强的相关性。为了描述间接量测、直接量测之间的相关性，需要根据间接量测与直接量测的关系，导出量测之间协方差。这些方法的优点是量测模型更贴近真实的情况，缺点包括一是由于协方差矩阵由对角阵变为含较多非对角元素的矩阵，降低了状态估计的求解效率，二是虽然考虑了间接量测与直接量测直接的相关关系，但由于间接量测是导出量测，其转换过程存在转换误差。总的来说，目前的状态估计方法存在计算效率低、间接误差大等问题。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种配电网多相状态估计方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种配电网多相状态估计方法，包括以下步骤：S1、建立状态估计量测模型的误差模型和量测方程；S2、建立状态估计的多相网络约束；S3、根据多相网络约束和状态估计量测模型，建立状态估计模型；S4、基于建立的状态估计模型，进行迭代优化，实现配电网多相状态估计。进一步，所述步骤S1，包括：S11、根据下式，建立状态估计量测模型的误差模型：eU~N(0,σU)eI~N(0,σI2)eα~N(0,σα2)]]>其中，U表示节点电压幅值，I表示支路电流幅值，α表示功率因数角，σU、σI和σα依次表示相应的标准差；S12、根据下式，分别建立配电网的节点电压幅值量测方程支路电流幅值量测方程和功率因数角量测方程上式中，上标m表示量测序号，下标i、j分别表示首末端的节点号，下标re表示实部，下标im表示虚部。进一步，所述步骤S2，其具体为：根据下式，建立状态估计的节点电压幅值和非恒阻抗支路电流幅值的多相网络约束方程：A1GA1T-A1BA1TA1BA1TA1GA1TUi,reUi,im+A2Iji,reA2Iji,im=0]]>上式中，A表示节点-支路关联矩阵，U表示节点电压幅值，I表示支路电流幅值，下标i、j分别表示首末端的节点号，下标re表示实部，下标im表示虚部，G表示支路电导参数，B表示支路电纳参数。进一步，所述步骤S3，其具体为：根据多相网络约束和状态估计量测模型，结合下式，建立状态估计模型：minxJ(x)=[z-h(x)]TR-1[z-h(x)]s.t.c(x)=0]]>上式中，J(x)表示状态估计模型，x表示待求解的变量，包括Ui,re、Ui,im、Iji,re和Iji,im，c(x)表示多相网络约束方程，h(x)表示量测方程，z表示量测值，R表示以方差为对角元素的量测方差阵。进一步，所述步骤S4，包括：基于建立的状态估计模型，根据下式进行迭代优化，实现配电网多相状态估计：HTR-1HCTC0Δxλ=HTR-1ΔzΔc]]>其中，△z＝z-h(x)，△c＝-c(x)，z表示量测值，x表示待求解的变量，包括Ui,re、Ui,im、Iji,re和Iji,im，c(x)表示多相网络约束方程，h(x)表示量测方程，R表示以方差为对角元素的量测方差阵，H表示量测雅可比矩阵，λ表示拉格朗日乘子向量。进一步，所述量测雅可比矩阵如下：节点电压幅值的量测雅可比矩阵的对应元素为：∂Uim∂x0∂Uim∂x1=x0x02+x12x1x02+x12]]>支路电流幅值的量测雅可比矩阵的对应元素为：∂Iijm∂x2∂Iijm∂x3=x2x22+x32x3x22+x32]]>功率因数角量测的雅可比矩阵的对应元素为：∂αijm∂x0∂αijm∂x1∂αijm∂x2∂αijm∂x3=-x2(-x0x3+x1x2)(x0x2+x1x3)2-x3x0x2+x1x3x2x0x2+x1x3-x3(-x0x3+x1x2)(x0x2+x1x3)2-x0(-x0x3+x1x2)(x0x2+x1x3)2+x1x0x2+x1x3-x0x0x2+x1x3-x1(-x0x3+x1x2)(x0x2+x1x3)2]]>其中，x0表示节点电压幅值的实部，即x0＝Ui,re，x1表示节点电压幅值的虚部，即x1＝Ui,im，x2表示支路电流幅值的实部，即x2＝Iij,re，x3表示支路电流幅值的虚部，即x3＝Iij,im。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种配电网多相状态估计方法，包括以下步骤：S1、建立状态估计量测模型的误差模型和量测方程；S2、建立状态估计的多相网络约束；S3、根据多相网络约束和状态估计量测模型，建立状态估计模型；S4、基于建立的状态估计模型，进行迭代优化，实现配电网多相状态估计。本方法避免了间接量测带来的转换误差，计算效率高，而且估计结果较为准确。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的一种配电网多相状态估计方法的流程图；图2是本专利技术的具体实例中采用本估计方法估计负荷A相电流所获得的概率分布图；图3是本专利技术的具体实例中采用本估计方法估计负荷B相电流所获得的概率分布图；图4是本专利技术的具体实例中采用本估计方法估计负荷C相电流所获得的概率分布图；图5是本专利技术的具体实例中进行验证时所采用的实际馈线图。具体实施方式实施例一参照图1，本专利技术提供了一种配电网多相状态估计方法，包括以下步骤：S1、建立状态估计量测模型的误差模型和量测方程；S2、建立状态估计的多相网络约束；S3、根据多相网络约束和状态估计量测模型，建立状态估计模型；S4、基于建立的状态估计模型，进行迭代优化，实现配电网多相状态估计。进一步作为优选的实施方式，所述步骤S1，包括：S11、根据下式，建立状态估计量测模型的误差模型：eU~N(0,σU)eI~N(0,σI2)eα~N(0,σα2)]]>其中，U表示节点电压幅值，I表示支路电流幅值，α表示功率因数角，σU、σI和σα依次表示相应的标准差；S12、根据下式，分别建立配电网的节点电压幅值量测方程支路电流幅值量测方程和功率因数角量测方程上式中，上标m表示量测序号，下标i、j分别表示首末端的节点号，下标re表示实部，下标im表示虚部。进一步作为优选的实施方式，所述步骤S2，其具体为：根据下式，建立状态估计的节点电压幅值和非恒阻抗支路电流幅值的多相网络约束方程：A1GA1T-A1BA1TA1BA1TA1GA1TUi,reUi,im+A2Iji,reA2Iji,im=0]]>上式中，A表示节点-支路关联矩阵，U表示节点电压幅值，I表示支路电流幅值，下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网多相状态估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立状态估计量测模型的误差模型和量测方程；S2、建立状态估计的多相网络约束；S3、根据多相网络约束和状态估计量测模型，建立状态估计模型；S4、基于建立的状态估计模型，进行迭代优化，实现配电网多相状态估计。

【技术特征摘要】
1.一种配电网多相状态估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立状态估计量测模型的误差模型和量测方程；S2、建立状态估计的多相网络约束；S3、根据多相网络约束和状态估计量测模型，建立状态估计模型；S4、基于建立的状态估计模型，进行迭代优化，实现配电网多相状态估计。2.根据权利要求1所述的一种配电网多相状态估计方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：S11、根据下式，建立状态估计量测模型的误差模型：eU~N(0,σU)eI~N(0,σI2)eα~N(0,σα2)]]>其中，U表示节点电压幅值，I表示支路电流幅值，α表示功率因数角，σU、σI和σα依次表示相应的标准差；S12、根据下式，分别建立配电网的节点电压幅值量测方程支路电流幅值量测方程和功率因数角量测方程上式中，上标m表示量测序号，下标i、j分别表示首末端的节点号，下标re表示实部，下标im表示虚部。3.根据权利要求1所述的一种配电网多相状态估计方法，其特征在于，所述步骤S2，其具体为：根据下式，建立状态估计的节点电压幅值和非恒阻抗支路电流幅值的多相网络约束方程：A1GA1T-A1BA1TA1BA1TA1GA1TUi,reUi,im+A2Iji,reA2Iji,im=0]]>上式中，A表示节点-支路关联矩阵，U表示节点电压幅值，I表示支路电流幅值，下标i、j分别表示首末端的节点号，下标re表示实部，下标im表示虚部，G表示支路电导参数，B表示支路电纳参数。4.根据权利要求1所述的一种配电网多相状态估计方法，其特征在于，所述步骤S3，其具体为：根据多相网络约束和状态估计量测模型，结合下式，建立状态估计模型：minxJ(x)=[z-h(x)]TR-1[z-h(x)]s.t.c(x)=0]]>上式中，J(x)表示状态估计模型，x表示待求解的变量，包括Ui,re、Ui,im、Iji,re和Iji,im，c(x)表示多相网络约束方程，h(x)表示量测方程...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长春，李杰，孙宝来，秦卫东，王华飞，杜鹏，田新成，
申请(专利权)人：珠海许继芝电网自动化有限公司，珠海许继电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44