【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种综合能源系统状态估计方法的，更具体地说是涉及电气热综合能源系统估计方法的。
技术介绍
1、众所周知，在电网中由于各个区域电网的技术和行业限制，对专有信息进行壁垒保护，互连电网的子系统之间的实时数据共享都难以进行，因此，为确保在线电力互联网络的安全分析的准确性，一般都是采用不依赖于外部网络参数数据及其完整潮流信息的非拓扑静态等值方法。
2、在现有技术中有提出用于电-气-热ies系统的基于admm的分布式se，在该估计模型中，与双线性的wlav方法类似将非线性方程实现线性化，然后通过admm算法将集中式se转化为分布式se。故而与集中式se方法相比，admm算法可解决在缺乏统一数据中心，具有商业壁垒的情况下的ies系统se。然而，该算法的构造基础是传统wls，因而沿袭了wls的低抗差性。
3、统一联合se，可将电气热联合估计，增加系统量测相关性，获得全局一致解。然而由于商业隐私性和保密性，在缺乏全局网络结构、参数和数据信息的情况下，统一联合se难以实际进行。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述技术问题而提供一种电气热综合能源系统分解协调鲁棒状态估计方法。可在各电气热系统相对独立，归属不同部门管辖，网络参数保密信息互不通畅的情况下，仅需耦合元件的电气热网络边界数据，即获得精度更高，吻合程度更高的全局一致解。
2、本专利技术为了解决上述技术问题而采用的技术解决方案如下：
3、电气热综合能源系统分解协调鲁棒状态估计方法，
4、第一步，ies量测模型的构建：
5、1.1电力子系统量测模型的构建
6、电力系统的量测量包含各节点注入功率，包括有功功率p和无功功率q；电压模值v和支路功率，包括支路有功功率为pb和支路无功功率为qb，构建整个量测量为ze＝[p q vpb qb]t，状态量为各电气节点电压模值v和相角θ，同时构建的整个状态量矩阵为xe＝[v θ]t，
7、量测量与状态量的方程可表示为：
8、
9、式中：下角标i表示为第i个节点，pi、qi则分别表示节点i注入的有功功率和无功功率；vi和vk则分别表示电网节点i与节点k处的电压模值；δik表示节点i、k之间的相位差值；gik表示节点i和节点k之间支路的电导，bik表示节点i和节点k之间支路的电纳；ne表示电网节点总数；同理，pik、qik分别表示节点i、k之间支路的有功功率和无功功率；
10、1.2天然气子系统量测模型的构建
11、在气网中，量测量包含气节点压力平方π、管道支路流气量f和各节点流出流气量l，即由此构建的量测量整体状态矩阵为zg＝[π f l]t，状态量为各气节点压力平方，则由xg＝[π]t表示，
12、量测量与状态量的方程可表示为：
13、
14、式中：sij为天然气流向标识，当pi大于pj，为+1，否则为-1；
15、1.3热力子系统量测模型的构建
16、在热力系统中，其稳态模型主要分为两部分，分别为水力模型和热力模型两类，
17、在水力模型中，涉及到的节点方程，针对节点的注水量li和管道位置处储存水量mij而建立方程如下：
18、
19、式中：下角标i表示为第i个节点，l表示注入节点的水量大小；mij表示管道i和管道j之间的水流量大小；h为管道之间的压强，kij为相关参数；
20、在热力模型中，涉及到相关的热负荷方程表达如下：
21、φi＝cpli(tsi-tri) (4)
22、式中：φi为节点i热负荷；tsi、tri为供应温度和返回温度；cp为水比热容，
23、在热力系统网络中，包含的量测量为节点处的压强h、节点处注水量的多少l、不同节点之间的管道之间的水流量m、热力模型中存在的热负荷φ、应温度ts以及返回温度ti，这些构建为整体的量测量矩阵为zh＝[h l m φ ts ti]t，
24、状态量则包含各个热力网节点处压强h、供应温度ts和返回温度tr，整体构建的状态量矩阵为xh＝[h ts tr]t；
25、则在热力模型中涉及到主要方程如下：
26、
27、第二步，ies分解协调状态估计模型的构建：
28、2.1电网状态估计模型的构建
29、在电网中，以电网量测向量ze＝[p q v pb qb]t、状态向量xe＝[v θ]t，基于gm估计，建立鲁棒se模型：
30、
31、式中：表示权重，d＝1.5，pse,i表示投影统计参数；ρ(re,si)为huber函数：
32、
33、式中：为电力系统在进行量测时产生的标准化差值；s为评估模型鲁棒性的估计尺度参数；c为模型参数，取值为[1,3]；
34、2.2气网状态估计模型的构建
35、在气网中，以气网量测向量zg＝[π fb lg]t、状态向量xg＝π，基于gm估计，建立鲁棒se模型：
36、
37、式中：表示权重，psgi表示投影统计参数；ρ(rg,si)为huber函数：
38、
39、式中：为气网量测的标准化残差；
40、第三步，ies分解协调状态估计算法
41、在ies中，耦合边界的虚拟测量主要包括：电力子系统内，chp节点的电功率pestchp；热力子系统内，chp节点的热功率φestchp；燃气子系统内，chp节点的气负荷festchp，
42、本方法将整个ies解耦为电力、热力和天然气子系统，通过chp耦合节点的能量转换进行互联，ies的se可以分解为三个相对独立的子系统se，分别采用基于gm估计的鲁棒se进行计算，
43、三个子系统的se之间的协调主要体现在chp节点的虚拟测量的交互过程中，如图1所示。在各子系统的独立se中，根据其他两个子系统的估计结果，通过chp耦合元件的能量转换计算，解耦chp节点的虚拟测量值，然后加入到各子系统的原始测量向量中，以反映子系统间的相互作用，
44、依次求解电、热和天然气子系统的分解协调se，直至最终估计结果满足全局收敛条件为止，ies鲁棒估计过程才算结束。
45、全局收敛条件表达式如下所示：
46、
47、式中：εglobal为全局收敛阈值，设为10-5。
48、通过以上分解协调鲁棒se，各子系统可实现独立计算，只需交换耦合元件边界信息，即可通过协调获得ies的全局最优估计。
49、本专利技术采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
50、(1)考虑耦合元件边界条件约束，并以之作为虚拟量测，通过虚拟量测在电、气、热三个子系统中的协调，将ies的se分解为三个独立子部分；...
【技术保护点】
1.电气热综合能源系统分解协调鲁棒状态估计方法，其特征在于，方法步骤如下：
2.根据权利要求1所述的电气热综合能源系统分解协调鲁棒状态估计方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的电气热综合能源系统分解协调鲁棒状态估计方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的电气热综合能源系统分解协调鲁棒状态估计方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的电气热综合能源系统分解协调鲁棒状态估计方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的电气热综合能源系统分解协调鲁棒状态估计方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.电气热综合能源系统分解协调鲁棒状态估计方法，其特征在于，方法步骤如下：
2.根据权利要求1所述的电气热综合能源系统分解协调鲁棒状态估计方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的电气热综合能源系统分解协调鲁棒状态估计方法，其特征在于，
<...【专利技术属性】
技术研发人员：张爱军，邢华栋，刘紫玉，慕腾，任思宇，郭裕，武海燕，闫桂红，雷轲，郭琪，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。