配电网状态估计量测数据的处理方法技术

配电网状态估计量测数据的处理方法，涉及电力系统安全技术领域，包括微型同步相量测量装置D

【技术实现步骤摘要】
配电网状态估计量测数据的处理方法


[0001]本专利技术涉及电力系统安全
，特别涉及一种配电网状态估计量测数据的处理方法。

技术介绍

[0002]智能配电网通过布置智能量测终端进行数据采集，为状态估计，故障诊断、新能源接入、孤岛控制等高级应用提供支撑，而其中状态估计是基础，只有得到整个系统的电压、电流、功率数据才能进行更为复杂的分析、判断与控制。
[0003]相对于输电网状态估计，配电网状态估计中存在的最大问题就是量测不足。目前，我国配网馈线自动化率不足30％，大部分节点和线路缺乏量测。随着新型量测技术的发展，比如微型同步相量测量装置(D
‑
PMU)，高级量测体系(AMI)等，但是如何最大化利用这些量测成为实现配网状态估计的关键。
[0004]另一方面，配网状态估计还容易受到虚假数据注入攻击(FDIA)的影响。攻击者通过向原量测值z中注入事先设定好的虚假数据a，使得输入数据变成z
bad
＝z+a，估计状态量将由原来的变成文献证明，只要满足条件a＝Hc，目标函数将等于也就是说，虽然量测值被篡改，但由于注入的虚假数据满足特定的条件，使得坏数据检测的目标函数没变，因此无法将虚假数据检测出来。
[0005]现有技术仅在配电网“关键节点”配置D
‑
PMU,且状态估计算法通常是采用极坐标的形式对量测函数和雅可比矩阵进行操作，D
‑
PMU的电压和电流量测的原始值也是极坐标形式。然而，对于线路较短的配电网来说，并联导纳通常可以忽略，从而导致电流相量在求偏微分时分母为零，出现方程病态构造。而传统的配网状态估计大多利用历史负荷数据对节点注入功率进行预测，但这种方法准确率不高。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术所存在的缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提出了一种配电网状态估计量测数据的处理方法，该处理方法可解决雅可比矩阵病态构造的问题以及无法获取同一时间断面节点注入功率的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：配电网状态估计量测数据的处理方法，包括微型同步相量测量装置D
‑
PMU的量测数据和高级量测体系AMI的量测数据的处理方法，通过对所述微型同步相量测量装置D
‑
PMU的量测数据和高级量测体系AMI的量测数据进行处理，处理后的微型同步相量测量装置D
‑
PMU的量测数据和高级量测体系AMI的量测数据与配网SCADA系统的数据构成一个混合量测系统来实现配电网状态估计。
[0008]处理微型同步相量测量装置D
‑
PMU的量测数据的步骤是：先确定微型同步相量测量装置D
‑
PMU的安装节点，采集安装节点的电压相量数据和线路的电流相量数据；将采集到的线路的电流相量数据通过直角坐标的形式进行处理来获取雅可比矩阵中与电流相量的相关项；采集到的安装节点的电压相量数据用于计算伪D
‑
PMU量测，从而提高量测冗余度。
[0009]进一步来说，处理高级量测体系AMI的量测数据的步骤是：先确定操作点的数据与实际数据的最大时延；再采用超短期预测方法对操作点实际数据进行预测，从而得到同一时间断面注入功率数据。
[0010]进一步来说，安装节点的电压相量数据为V＝V∠δ，其中，V表示安装节点的电压，δ表示安装节点的电压相量的角度。
[0011]进一步来说，线路的电流相量数据为：
[0012]I＝I∠θ
[0013]或I＝(V
安装节点
‑
V
安装节点的相邻节点
)
·
Y
ꢀꢀꢀ
(1)
[0014]上式(1)中，I表示安装节点与安装节点的相邻节点之间线路的电流，θ表示线路电流的角度，Y为导纳矩阵。
[0015]进一步来说，通过直角坐标形式处理的电流相量数据表示为：
[0016]I
12.a
＝Y
11
(V
1.a
‑
V
2.a
)+Y
12
(V
1.b
‑
V
2.b
)+Y
13
(V
1.c
‑
V
2.c
)
ꢀꢀꢀ
(2)
[0017]上式(2)中，I
12.a
表示安装节点与安装节点的相邻节点之间A相的线路电流，V
1.a
、V
1.b
、V
1.c
表示安装节点的A、B、C相的电压，V
2.a
、V
2.b
、V
2.c
表示安装节点的相邻节点的A、B、C相的电压。
[0018]进一步来说，通过安装节点的电压相量数据计算与安装节点相邻的节点的电压相量：
[0019][0020]与安装节点相邻的节点的电压相量V2即伪D
‑
PMU量测，上式(3)中I
12.a
、I
12.b
、I
12.c
表示安装节点与安装节点的相邻节点之间线路A、B、C相的电流，z表示量测值，V
1.a
、V
1.b
、V
1.c
表示安装节点的A、B、C相的电压；
[0021]以A相为例，伪D
‑
PMU量测在直角坐标系中表示为：
[0022][0023]上式(4)中，上标“r”表示相量的实部，“i”表示虚部；
[0024]基于不确定性传播原理分析伪D
‑
PMU量测的标准差，所述伪D
‑
PMU量测的标准差表示为：
[0025][0026][0027]上式(5)、(6)中，x＝[V
1.a
,δ
1.a
,I
12.a
,θ
12.a
,I
12.b
,θ
12.b
,I
12.c
,θ
12.c
]，σ(x(k))表示微型同步相量测量装置D
‑
PMU各个量测数据的标准差。
[0028]最后通过计算所述伪D
‑
PMU量测的标准差确定计算半径。
[0029]进一步来说，超短期预测方法是将单个用户负荷数据看成正弦信号，正弦信号采用傅里叶级数形式的谐波分量模型表示。
[0030]进一步来说，超短期预测表示为：
[0031][0032]上式(7)中，l
′
(last)表示最近一次采样的高级量测体系AMI的量测数据，参数a
n
和b
n
通过历史数据计算得到，T表示操作点与最近一次数据更新的时间间隔，数据更新频率为96次/天，N表示谐波分量阶数。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.配电网状态估计量测数据的处理方法，其特征在于：包括微型同步相量测量装置D
‑
PMU的量测数据和高级量测体系AMI的量测数据的处理方法，通过对所述微型同步相量测量装置D
‑
PMU的量测数据和高级量测体系AMI的量测数据进行处理，处理后的微型同步相量测量装置D
‑
PMU的量测数据和高级量测体系AMI的量测数据与配网SCADA系统的数据构成一个混合量测系统来实现配电网状态估计。2.根据权利要求1所述的配电网状态估计量测数据的处理方法，其特征在于：处理所述微型同步相量测量装置D
‑
PMU的量测数据的步骤是：先所述确定微型同步相量测量装置D
‑
PMU的安装节点，采集所述安装节点的电压相量数据和线路的电流相量数据；将采集到的线路的电流相量数据通过直角坐标的形式进行处理来获取雅可比矩阵中与电流相量的相关项；采集到的安装节点的电压相量数据用于计算伪D
‑
PMU量测，从而提高量测冗余度。3.根据权利要求1所述的配电网状态估计量测数据的处理方法，其特征在于：处理所述高级量测体系AMI的量测数据的步骤是：先确定操作点的数据与实际数据的最大时延；再采用超短期预测方法对操作点实际数据进行预测，从而得到同一时间断面注入功率数据。4.根据权利要求2所述的配电网状态估计量测数据的处理方法，其特征在于：所述安装节点的电压相量数据为V＝V∠δ，其中，V表示安装节点的电压，δ表示安装节点的电压相量的角度。5.根据权利要求2所述的配电网状态估计量测数据的处理方法，其特征在于：所述线路电流为：I＝I∠θ或I＝(V
安装节点
‑
V
安装节点的相邻节点
)
·
Y
ꢀꢀꢀ
(1)式(1)中，I表示安装节点与安装节点的相邻节点之间的线路电流，θ表示线路电流的角度，Y为导纳矩阵。6.根据权利要求2所述的配电网状态估计量数据的处理方法，其特征在于：通过所述直角坐标形式处理的电流相量数据表示为：I
12.a
＝Y
11
(V
1.a
‑
V
2.a
)+Y
12
(V
1.b
‑
V
2.b
)+Y
13
(V
1.c
‑
V
2.c
)
ꢀꢀ
(2)式(2)中，I
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何西，董恒，陈孟娜，刘柏伸，贺飞，
申请(专利权)人：湖南工学院，
类型：发明
国别省市：