有源配电网状态估计方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种有源配电网状态估计方法及系统，所述方法包括：S1，根据高斯混合模型模拟所述有源配电网内分布式电源的不确定性出力，并确定所述有源配电网内每一节点的量测函数；S2，基于高斯置信传播算法，对所述有源配电网内每一节点的状态变量和每一节点的量测函数进行传递分析，以实现对所述有源配电网内所有节点的状态估计。本发明专利技术提供的有源配电网状态估计方法及系统，通过高斯混合模型和置信传播算法来解决有源配电网状态估计的问题，并采用高斯混合模型模拟分布式电源的不确定性出力，以保证估计精度，该方法无需进行可观性分析，也不需要保证整个有源配电网量测的冗余度，可以提高估计的速度和效率。 1

State estimation method and system for active distribution network

The present invention provides an active distribution network state estimation method and system. The method includes: S1, simulates the uncertain output of distributed power in the active distribution network according to a Gauss hybrid model and determines the measurement function of each node in the active distribution network; S2, based on the Gauss confidence propagation algorithm, The state variables of each node in the active distribution network and the measurement function of each node are transmitted and analyzed in order to realize the state estimation of all the nodes in the active distribution network. The state estimation method and system of active distribution network provided by this invention can solve the problem of state estimation of active distribution network by Gauss hybrid model and confidence propagation algorithm, and simulate the uncertain output of distributed power by using a mixed Gauss model to ensure the estimation accuracy. It is necessary to ensure the redundancy of the whole active distribution network measurement, which can improve the speed and efficiency of the estimation. One

【技术实现步骤摘要】
有源配电网状态估计方法及系统
本专利技术涉及电气通信
，更具体地，涉及有源配电网状态估计方法及系统。
技术介绍
有源配电网通常是侧重于反映配电网接有分布式电源的物理特征，有源配电网状态估计则是根据配电网的量测信息并补充配电网母线负荷预测、非遥感遥测数据等伪量测数据，采用合适的算法来估计出高精度的、完整的、可靠的配电网状态。在有源配电网状态估计中，可以选取不同物理量作为系统待求的状态变量，这些状态变量可以包括节点电压、支路电流和支路功率等。在对有源配电网的状态进行估计时常采用加权最小二乘法来实现，这种方法需要保证整个有源配电网量测的冗余度，但是由于无法保证有源配电网内每个节点都配有实时量测装置，所以需要在估计前对每个节点上的状态变量进行可观性分析后才能进行估计，这将会大大降低有源配电网状态的估计精度，以及估计的速度和效率，进而难以满足有源配电网的发展需求。
技术实现思路
为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术提供了一种有源配电网状态估计方法及系统。一方面，本专利技术提供了一种有源配电网状态估计方法，包括：S1，根据高斯混合模型模拟所述有源配电网内分布式电源的不确定性出力，并确定所述有源配电网内每一节点的量测函数，每一节点的量测函数用于表示每一节点的量测变量与状态变量之间的关系，每一节点的状态变量包括每一节点处的电压幅值和相角；S2，基于高斯置信传播算法，对所述有源配电网内每一节点的状态变量和每一节点的量测函数进行传递分析，以实现对所述有源配电网内所有节点的状态估计。优选地，每一节点的量测变量包括：节点注入有功功率、节点注入无功功率、两节点间的支路有功功率和两节点间的支路无功功率。优选地，所述方法还包括：将所述有源配电网内每一状态变量均作为因子图变量节点，将所述有源配电网内每一量测变量均作为因子图因子节点，若某一状态变量为某一量测变量的自变量，则将所述某一状态变量对应的因子图变量节点与所述某一量测变量对应的因子图因子节点相连，形成因子图并将所述因子图进行显示。优选地，所述S1中所述利用高斯混合模型模拟所述有源配电网内分布式电源的不确定性出力，具体包括：通过多个服从高斯分布的高斯分量共同模拟所述有源配电网内分布式电源的非高斯概率分布函数，以模拟所述分布式电源的不确定性出力。优选地，S2之前还包括：将所述有源配电网内每一节点的量测函数中的非线性变量进行线性变换。另一方面，本专利技术提供了一种有源配电网状态估计系统，包括：模拟模块和状态估计模块。其中，模拟模块用于根据高斯混合模型模拟所述有源配电网内分布式电源的不确定性出力，并确定所述有源配电网内每一节点的量测函数，每一节点的量测函数用于表示每一节点的量测变量与状态变量之间的关系，每一节点的状态变量包括每一节点处的电压幅值和相角；状态估计模块用于基于高斯置信传播算法，对所述有源配电网内每一节点的状态变量和每一节点的量测函数进行传递分析，以实现对所述有源配电网内所有节点的状态估计。优选地，每一节点的量测变量包括：节点注入有功功率、节点注入无功功率、两节点间的支路有功功率和两节点间的支路无功功率。优选地，所述系统还包括：因子图形成模块，用于将所述有源配电网内每一节点的状态变量均作为因子图变量节点，将所述有源配电网内每一节点的量测变量均作为因子图因子节点，若某一状态变量为某一量测变量的自变量，则将所述某一状态变量对应的因子图变量节点与所述某一量测变量对应的因子图因子节点相连，形成因子图并将所述因子图进行显示。优选地，所述模拟模块具体用于：通过多个服从高斯分布的高斯分量共同模拟所述有源配电网内分布式电源的非高斯概率分布函数，以模拟所述分布式电源的不确定性出力。优选地，所述系统还包括：线性变换模块，用于将所述有源配电网内每一节点的量测函数中的非线性变量进行线性变换。另一方面，本专利技术还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述的方法。另一方面，本专利技术还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述的方法。本专利技术提供的有源配电网状态估计方法及系统，通过高斯混合模型和置信传播算法来解决有源配电网状态估计的问题，并采用高斯混合模型模拟分布式电源的不确定性出力，以保证估计精度，该方法无需进行可观性分析，也不需要保证整个有源配电网量测的冗余度，可以提高估计的速度和效率。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的一种有源配电网状态估计方法的流程示意图；图2为图1中的置信传播算法的流程示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的一种有源配电网状态估计系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术提供了一种有源配电网状态估计方法，包括：S1，根据高斯混合模型模拟所述有源配电网内分布式电源的不确定性出力，并确定所述有源配电网内每一节点的量测函数，每一节点的量测函数用于表示每一节点的量测变量与状态变量之间的关系，每一节点的状态变量包括每一节点处的电压幅值和相角；S2，基于高斯置信传播算法，对所述有源配电网内每一节点的状态变量和每一节点的量测函数进行传递分析，以实现对所述有源配电网内所有节点的状态估计。具体地，本专利技术中采用全分量高斯混合模型来模拟分布式电源的非高斯概率分布函数，具体为利用多个服从高斯分布的高斯分量共同模拟所述有源配电网内分布式电源的非高斯概率分布函数，以模拟所述分布式电源的不确定性出力。所以，在本专利技术中，假设分布式电源的概率分布函数由K个高斯分布的概率分布函数的加权和表示，即：在x∈(-∞,+∞)上对式子两边同时积分，由于0＜αi＜1、故经高斯混合模型后得到的均值和方差可由如下公式求得：在上述实施例的基础上，所述量测变量包括：每一节点的量测变量包括：节点注入有功功率、节点注入无功功率、两节点间的支路有功功率和两节点间的支路无功功率。具体地，有源配电网中各量测变量与各状态变量之间的关系可通过如下公式进行表示，即对应的节点注入有功功率量测函数、节点注入无功功率量测函数、支路有功功率量测函数和支路无功功率量测函数，本专利技术中假设有源配电网内具有N个节点：其中，为节点i的有功注入功率，所在的公式为节点i的有功注入功率量测函数，为节点i的无功注入功率，所在的公式为节点i的无功注入功率量测函数；为节点i和节点j之间的支路有功功率，所在的公式为节点i和节点j之间的支路有功功率量测函数，为节点i和节点j之间的支路无功功率，所在的公式为节点i和节点j之间的支路无功功率量测函数。Vi和Vj分别是节点i和节点j的电压幅值，也为状态变量，θij＝θi-θj是节点i和节点j的相角差，同样为状态变量。相角为某一节点处的相位角，相角差即为相位角之差。Gij和Bij分别为有源配电网内节点导纳矩阵中第i行第j列的导纳对应的实部和虚部；gij和bij为节点i和节点j之间的支路电导和电纳，bsi为节点i对地电纳。由于有源配电网内并不是每一节点均设置有量测装置，即只有部分节点设置有量测装置，这样的节点被称为量测节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源配电网状态估计方法，其特征在于，包括：

【技术特征摘要】
1.一种有源配电网状态估计方法，其特征在于，包括：S1，根据高斯混合模型模拟有源配电网内分布式电源的不确定性出力，并确定所述有源配电网内每一节点的量测函数，每一节点的量测函数用于表示每一节点的量测变量与状态变量之间的关系，每一节点的状态变量包括每一节点处的电压幅值和相角；S2，基于高斯置信传播算法，对所述有源配电网内每一节点的状态变量和每一节点的量测函数进行传递分析，以实现对所述有源配电网内所有节点的状态估计。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一节点的量测变量包括：节点注入有功功率、节点注入无功功率、两节点间的支路有功功率和两节点间的支路无功功率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将所述有源配电网内每一节点的状态变量均作为因子图变量节点，将所述有源配电网内每一节点的量测变量均作为因子图因子节点，若某一状态变量为某一量测变量的自变量，则将所述某一状态变量对应的因子图变量节点与所述某一量测变量对应的因子图因子节点相连，形成因子图并将所述因子图进行显示。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中所述利用高斯混合模型模拟所述有源配电网内分布式电源的不确定性出力，具体包括：通过多个服从高斯分布的高斯分量共同模拟所述有源配电网内分布式电源的非高斯概率分布函数，以模拟所述分布式电源的不确定性出力。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2之前还包括：将所述有源配电网内每一节点的量测函数中的非线性变量进行线性变换。6.一种有源配电网状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨德昌，陈秋月，尹晨晖，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11