一种电网状态估计方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电网状态估计方法，所述电网中包括：第一节点、第二节点和第三节点，所述第一节点安装有PWU装置，所述方法包括：获取电网中第一节点的PMU量测数据；根据所述PMU量测数据计算满足预设条件的第二节点的伪PWU量测数据；获取电网中除去所述第一节点和所述第二节点之后的第三节点的SCADA量测数据；根据所述PMU量测数据、所述伪PWU量测数据和所述SCADA量测数据估计所述电网的当前潮流状态。该技术方案充分利用了PMU量测数据和SCADA量测数据，通过电网分解与协调计算，降低了电网状态估计过程的矩阵维数、以及建模的复杂度和求解的难度，提高电网状态估计的效率。

Method and device for estimating state of power grid

The present invention provides a method for estimating the state power grid, including the power grid: the first node, second node and third node, the first node is equipped with PWU device, the method comprises the following steps: PMU obtained the first node in the grid data; according to the PMU data calculation to meet the pseudo PWU volume second the node preset conditions data acquisition; remove the third nodes after the first node and the second node of the SCADA network test data; according to the PMU data, the pseudo PWU measurement data and the SCADA data to estimate the current state of the power grid. The scheme makes full use of PMU data and SCADA data, through the decomposition and coordination of grid computing, reduces the power of state estimation matrix dimension, process complexity and difficulty of modeling and solving, improve the efficiency of power system state estimation.

【技术实现步骤摘要】
一种电网状态估计方法和装置
本专利技术涉及电网管理领域，具体涉及一种电网状态估计方法和装置。
技术介绍
近年来，随着电网数字化水平和电力调度自动化水平的不断提高，丰富的信息得以实时或准实时地传送到各级调度中心，这使得综合利用采集的各类实时信息进行电网运行状态评估成为可能，基于准确的电网状态评估并最终用于系统状态转移的预测，实现全景把握电网运行安全稳定水平、调度调整能力以及电网抵御风险的能力。实现对电网安全运行薄弱环节及时进行相应预防控制，降低电网运行的风险。电网中安装PMU(PhasorMeasurementUnit，电力系统同步相量测量装置，用于进行同步相量的测量和输出以及进行动态记录的装置)系统的节点数量相对较少，单纯使用PMU数据无法完成对系统的状态估计，且若对其数据利用的不充分，其对基于SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition，数据采集与监视控制系统)系统数据的电网状态估计的性能改善效果不够明显。同时由于PMU提供电压量测数据和电流量测数据，给状态估计增加了数据的冗余度。由此产生的SCADA数据和PMU数据的混合状态估计增加了其建模难度和求解的难度。有必要进一步考虑降低其建模难度的求解方法。因此，如何降低现有技术中电网状态估计的建模难度和求解难度、提高量测数据利用率，成为一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于现有技术中电网状态估计的建模难度和求解难度大、数据冗余度高。有鉴于此，本专利技术实施例的一方面提供了一种电网状态估计方法，所述电网中安装有SCADA系统，所述电网中包括：第一节点、第二节点和第三节点，所述第一节点安装有PWU装置，所述方法包括：获取电网中第一节点的PMU量测数据；根据所述PMU量测数据计算满足预设条件的第二节点的伪PWU量测数据；获取电网中除去所述第一节点和所述第二节点之后的第三节点的SCADA量测数据；根据所述PMU量测数据、所述伪PWU量测数据和所述SCADA量测数据估计所述电网的当前潮流状态。优选地，所述根据所述PMU量测数据、所述伪PWU量测数据和所述SCADA量测数据估计所述电网的当前潮流状态包括：获取所述电网中的量测向量：以及节点状态向量：其中，为所述第三节点量测数据，为所述第二节点的伪注入量测数据，为所述第一节点与所述第二节点之间的传输功率，为所述第一节点注入量，为所述第一节点量测数据，x为所述节点状态向量，xP所述第一节点的电压向量，xB所述第二节点的电压向量，xS所述第三节点的电压向量，θP为所述第一节点的电压相位，θB为所述第二节点的电压相位，θS为所述第三节点的电压相位；VP为所述第一节点的电压幅值，VB为所述第二节点的电压幅值，VS为所述第三节点的电压幅值；选取参考节点校正所述节点状态向量；根据所述量测向量和所述校正后的节点状态向量计所述电网的当前潮流状态。优选地，所述根据所述量测向量和所述校正后的节点状态向量计所述电网的当前潮流状态包括：采用如下估计模型估计所述电网的当前潮流状态：其中，h为量测方程的非线性向量函数；eα为所述PMU装置的量测误差。优选地，所述选取参考节点校正所述节点状态向量包括：确定所述参考节点的电压相位；采用如下公式计算得到相位估计量：θi'＝θi-θref令采用如下公式计算得到所述校正后的节点状态向量：zx-se＝Hcoθco+eco其中，θi为节点电压相位量测绝对值，θi'为校正后的节点电压相位量测值，θref为所述参考节点的电压相位，μT为所述电网中除去所述参考节点外余下节点的电压数据，zx-se为所述校正后的节点状态向量，Hco为所述伪PMU量测数据与所述校正后的节点状态向量之间的线性参数，eco为误差向量。优选地，所述根据所述PMU量测数据计算满足预设条件的第二节点的伪PWU量测数据包括：所述预设条件包括：支路一端的电压和电流相量都已知，求另一端的电压相量；和/或支路两端电压相量已知，求此支路电流相量；和/或与未安装PMU装置的节点相关联支路中仅有1条支路电流相量未知而其余支路电流相量都已知；采用如下数学模型计算得到所述伪PWU量测数据：其中，是所述PMU量测数据中的电压向量，是所述PMU量测数据中的电流向量，是所述伪PMU量测数据中的电压向量，是所述伪PMU量测数据中的电流向量，Y是导纳矩阵，Z是阻抗矩阵，eV为电压测量误差，eI是电流测量误差。根据本专利技术实施例的另一方面提供了一种电网状态估计装置，所述电网中安装有SCADA系统，所述电网中包括：第一节点、第二节点和第三节点，所述第一节点安装有PWU装置，所述装置包括：第一获取模块，用于获取电网中第一节点的PMU量测数据；计算模块，用于根据所述PMU量测数据计算满足预设条件的第二节点的伪PWU量测数据；第二获取模块，用于获取电网中除去所述第一节点和所述第二节点之后的第三节点的SCADA量测数据；状态估计模块，用于根据所述PMU量测数据、所述伪PWU量测数据和所述SCADA量测数据估计所述电网的当前潮流状态。优选地，所述状态估计模块包括：获取单元，用于获取所述电网中的量测向量：以及节点状态向量：其中，为所述第三节点量测数据，为所述第二节点的伪注入量测数据，为所述第一节点与所述第二节点之间的传输功率，为所述第一节点注入量，为所述第一节点量测数据，x为所述节点状态向量，xP所述第一节点的电压向量，xB所述第二节点的电压向量，xS所述第三节点的电压向量，θP为所述第一节点的电压相位，θB为所述第二节点的电压相位，θS为所述第三节点的电压相位；VP为所述第一节点的电压幅值，VB为所述第二节点的电压幅值，VS为所述第三节点的电压幅值；选取单元，用于选取参考节点校正所述节点状态向量；计算单元，用于根据所述量测向量和所述校正后的节点状态向量计所述电网的当前潮流状态。优选地，所述根据所述量测向量和所述校正后的节点状态向量计所述电网的当前潮流状态包括：采用如下估计模型估计所述电网的当前潮流状态：其中，h为量测方程的非线性向量函数；eα为所述PMU装置的量测误差。优选地，所述选取参考节点校正所述节点状态向量包括：确定所述参考节点的电压相位；采用如下公式计算得到相位估计量：θi'＝θi-θref令采用如下公式计算得到所述校正后的节点状态向量：zx-se＝Hcoθco+eco其中，θi为节点电压相位量测绝对值，θi'为校正后的节点电压相位量测值，θref为所述参考节点的电压相位，μT为所述电网中除去所述参考节点外余下节点的电压数据，zx-se为所述校正后的节点状态向量，Hco为所述伪PMU量测数据与所述校正后的节点状态向量之间的线性参数，eco为误差向量。优选地，所述根据所述PMU量测数据计算满足预设条件的第二节点的伪PWU量测数据包括：所述预设条件包括：支路一端的电压和电流相量都已知，求另一端的电压相量；和/或支路两端电压相量已知，求此支路电流相量；和/或与未安装PMU装置的节点相关联支路中仅有1条支路电流相量未知而其余支路电流相量都已知；采用如下数学模型计算得到所述伪PWU量测数据：其中，是所述PMU量测数据中的电压向量，是所述PMU量测数据中的电流向量，是所述伪PMU量测数据中的电压向量，是所述伪PMU量测数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网状态估计方法，所述电网中安装有SCADA系统，所述电网中包括：第一节点、第二节点和第三节点，所述第一节点安装有PWU装置，其特征在于，所述方法包括：获取电网中第一节点的PMU量测数据；根据所述PMU量测数据计算满足预设条件的第二节点的伪PWU量测数据；获取电网中除去所述第一节点和所述第二节点之后的第三节点的SCADA量测数据；根据所述PMU量测数据、所述伪PWU量测数据和所述SCADA量测数据估计所述电网的当前潮流状态。

【技术特征摘要】
1.一种电网状态估计方法，所述电网中安装有SCADA系统，所述电网中包括：第一节点、第二节点和第三节点，所述第一节点安装有PWU装置，其特征在于，所述方法包括：获取电网中第一节点的PMU量测数据；根据所述PMU量测数据计算满足预设条件的第二节点的伪PWU量测数据；获取电网中除去所述第一节点和所述第二节点之后的第三节点的SCADA量测数据；根据所述PMU量测数据、所述伪PWU量测数据和所述SCADA量测数据估计所述电网的当前潮流状态。2.根据权利要求1所述的电网状态估计方法，其特征在于，所述根据所述PMU量测数据、所述伪PWU量测数据和所述SCADA量测数据估计所述电网的当前潮流状态包括：获取所述电网中的量测向量：以及节点状态向量：其中，为所述第三节点量测数据，为所述第二节点的伪注入量测数据，为所述第一节点与所述第二节点之间的传输功率，为所述第一节点注入量，为所述第一节点量测数据，x为所述节点状态向量，xP所述第一节点的电压向量，xB所述第二节点的电压向量，xS所述第三节点的电压向量，θP为所述第一节点的电压相位，θB为所述第二节点的电压相位，θS为所述第三节点的电压相位；VP为所述第一节点的电压幅值，VB为所述第二节点的电压幅值，VS为所述第三节点的电压幅值；选取参考节点校正所述节点状态向量；根据所述量测向量和所述校正后的节点状态向量计所述电网的当前潮流状态。3.根据权利要求2所述的电网状态估计方法，其特征在于，所述根据所述量测向量和所述校正后的节点状态向量计所述电网的当前潮流状态包括：采用如下估计模型估计所述电网的当前潮流状态：其中，h为量测方程的非线性向量函数；eα为所述PMU装置的量测误差。4.根据权利要求2所述的电网状态估计方法，其特征在于，所述选取参考节点校正所述节点状态向量包括：确定所述参考节点的电压相位；采用如下公式计算得到相位估计量：θ′i＝θi-θref令采用如下公式计算得到所述校正后的节点状态向量：zx-se＝Hcoθco+eco其中，θi为节点电压相位量测绝对值，θi'为校正后的节点电压相位量测值，θref为所述参考节点的电压相位，μT为所述电网中除去所述参考节点外余下节点的电压数据，zx-se为所述校正后的节点状态向量，Hco为所述伪PMU量测数据与所述校正后的节点状态向量之间的线性参数，eco为误差向量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电网状态估计方法，其特征在于，所述根据所述PMU量测数据计算满足预设条件的第二节点的伪PWU量测数据包括：所述预设条件包括：支路一端的电压和电流相量都已知，求另一端的电压相量；和/或支路两端电压相量已知，求此支路电流相量；和/或与未安装PMU装置的节点相关联支路中仅有1条支路电流相量未知而其余支路电流相量都已知；采用如下数学模型计算得到所述伪PWU量测数据：其中，是所述PMU量测数据中的电压向量，是所述PMU量测数据中的电流向量，是所述伪PMU量测数据中的电压向量，是所述伪PMU量测数据中的电流向量，Y是导纳矩阵，Z是阻抗矩阵，eV为电压测量误差，eI是电流测量误差。6.一种电网状...

【专利技术属性】
技术研发人员：撖奥洋，于立涛，张滨，孙忠良，钟世民，李辰，王强，周生奇，王黎，陈胜，张陶，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司，
类型：发明
国别省市：山东,37