一种基于集控站调度主站的分布式状态估计计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于集控站调度主站的分布式状态估计计算方法，属于电力系统计算领域，其特征在于：包括以下步骤：（1）多源量测信息的获取，（2）量测信息一致性检验，（3）多区域分布式状态估计计算，（4）集控站内可疑厂站的辨识，（5）基于可疑厂站详细模型的二次状态估计计算。本发明专利技术解决了传统的集中式状态估计在电网结构超过一定规模时所面临的高维度、数值稳定性低和收敛性差的问题，提供了一种不仅可以明显提高状态估计的计算速度而且能够显著提高状态估计计算精度的基于集控站调度主站的分布式状态估计计算方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统计算领域，更准确地说涉及一种应用于集控站调度主站的分布式状态估计计算方法。
技术介绍
状态估计算法的研究直接关系到状态估计计算的速度、精度等。随着电力系统规模的不断扩大，考虑的因素也越来越多，传统的集中式状态估计建立的电力网络状态方程数目巨大、阶数很高，即使采用诸多的先进技术和高性能的计算机，传统的集中式状态估计仍呈现出计算机内存不足，收敛速度慢等维数灾难问题，不能满足实时性要求。但电力系统的安全、稳定运行迫切要求能在短时间内迅速进行静态和动态安全分析计算，判断当时电网的薄弱环节，以此作为采取调整和防范措施的依据，这对提高电网运行的可靠性，防止发生大的系统性事故是十分重要的。缩短计算时间的一种有效方法是采用系统的简化模型或等值模型。但过分简化，计算精度会下降，某些情况误差会大到无法接受的程度。为了减轻计算负担，提高运算速度，满足在线分析的需求，需要寻求新的状态估计算法以适应未来电力系统的发展需求。随着分布式技术的快速发展，分布式状态估计是未来电力系统状态估计发展的主要趋势。文献一《分布式能管理系统状态估计分布式异步迭代算法》(中国电机工程学报 1996年第16卷第3期160页)中应用状态估计分量解法，提出状态估计分布式异步迭代算法、可观性判定定理和收敛性定理。但是这种分布式异步迭代算法的构造和收敛性分析非常困难。文献二《分布式状态估计》(电力系统自动化1998年第12卷第6期35页)中提出搭接的分布式状态估计算法。这一算法解决了两级分层式状态估计算法的问题，但边界母线的状态值差异较大。文献三《分布式状态估计算法的研究》(中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集762页)中采用基于区域划分的分布式算法来解决多区域状态估计优化向题，但在联络线处估计误差较大。
技术实现思路
为了解决传统的集中式状态估计在电网结构超过一定规模时所面临的高维度、数值稳定性低和收敛性差的问题，本专利技术提供了一种不仅可以明显提高状态估计的计算速度而且能够显著提高状态估计计算精度的基于集控站调度主站的分布式状态估计计算方法。为了解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是，其特征在于包括以下步骤(1)、多源量测信息的获取可以从集控站的能量管理系统中取得实时量测数据， 在线获得的量测信息包括支路的三相电流幅值量测、支路的有功量测、支路的无功量测、开关流过的三相电流幅值量测、开关流过的有功功率量测、开关流过的无功功率量测、各节点的三相电压幅值量测、PMU量测、开关遥信状态；(2)、量测信息一致性检验对于集控站内各厂站的量测信息，进行一致性检验；(3)、多区域分布式状态估计计算根据子区域间的负荷与发电量尽可能平衡以及子区域间联络线尽量少的原则对集控站划分子系统，在划分子系统时，每个子系统要包括边界的联络线以及联络线对端的节点；(4)、集控站内可疑厂站的辨识多区域分布式状态估计通过辨识得到正则化残差，如果该残差大于检验门槛值，确定可疑量测，计算母线的可疑量测关联指数，根据该指数辨识出可疑母线，并将该母线所在的厂站辨识为可疑厂站；(5)、基于可疑厂站详细模型的二次状态估计计算对辨识出可疑厂站作详细建模，将断路器支路作为零阻抗支路处理。断路器的有功潮流、无功潮流以及断路器状态作为扩展状态变量进行二次状态估计计算。前述的，其特征在于步骤 (2)包括以下一致性检验1)、基尔霍夫一致性检验利用基尔霍夫定律对各节点进行量测一致性检验，各节点所联支路的端点具备有效量测时满足基尔霍夫定律，根据设置门槛，剔除显著错误量测 fn息；2)、支路状态与量测一致性检验综合支路的量测信息对支路状态进行校验。对于支路有效量测并证明明显带电运行的设备，根据采集遥信对相应的开关刀间状态进行判定，给出可疑遥信状态；3)、断路器状态与刀闸状态一致性检验根据不同的接线方式对集控站内的断路器以及刀间状态进行一致性检验，给出可疑遥信状态；4)、时间序列一致性检验根据两次状态估计获取的量测信息断面进行时间序列的一致性检验，针对前后两次获取断面的量测变化情况对支路状态进行判定。前述的，其特征在于所述步骤2、中，支路状态与量测一致性检验利用支路遥测信息对支路状态进行校验，根据支路量测的大小以及设定的量测门槛对支路量测状态进行判定，对于有效量测并证明明显带电的支路根据采集的遥信信息对支路的状态进行判定。前述的，其特征在于所述步骤4)中，时间序列一致性检验综合使用上一个时间断面的量测信息以及本次时间断面的量测信息对支路状态进行一致性检验。前述的，其特征在于所述步骤(3)中，多区域分布式状态估计计算按照所划区域把集控站内全系统状态估计做降维处理，提高局部量测冗余度，把局部不良数据和病态系统条件的影响限制在各区域内，避免由于局部影响而造成整体状态估计算法不收敛。前述的，其特征在于所述步骤中，集控站内可疑厂站的辨识通过计算母线的可疑量测关联指数确定可疑母线， 并将该母线所在的厂站辨识为可疑厂站。前述的，其特征在于所述步骤(5)中，基于可疑厂站详细模型的二次状态估计计算扩展可疑厂站的状态变量类型， 将流过断路器的有功潮流、无功潮流以及断路器状态作为扩展状态变量进入量测方程中， 利用已有的状态估计技术进行二次状态估计计算，从而确定集控站内正确的拓扑结构。本专利技术的有益效果是本专利技术分布式状态估计算法是将电力网络按区域分割，并在所分割的各个区域内实行状态估计，然后协调各个区域的状态估计。分布式状态估计算法充分利用现有计算机网络以及分布在各个子系统中独立的处理器不仅可以明显提高状态估计的计算速度而且能够显著提高状态估计计算的精度。附图说明图1 基尔霍夫一致性检验流程示意图。图2 线路支路状态与量测一致性检验流程示意图。图3 绕组支路状态与量测一致性检验流程示意图。图4 设备状态与量测一致性检验流程示意图。图5 时间序列一致性检验流程示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。一、多源量测信息的获取。本专利技术可以从集控站的能量管理系统(EMS)中取得实时量测数据，在线获得的量测信息包括支路的三相电流幅值量测、支路的有功量测、支路的无功量测、开关流过的三相电流幅值量测、开关流过的有功功率量测、开关流过的无功功率量测、各节点的三相电压幅值量测、PMU量测、开关遥信状态；二、量测信息一致性检验。在本专利技术中公开了对集控站内各厂站量测信息处理的方法。对于上述集控站内各厂站的量测信息，可以进行如下的一致性检验。1、基尔霍夫一致性检验如图1所示，对于集控站内各厂站的节点，如果该节点各相所联支路的端点处具备有效量测(包括支路端点处的有功量测、无功量测以及电流量测)，则对于该节点量测应满足基尔霍夫定律(KCL)，即任一节点的注入/流出功率(电流)应平衡。在图1中，首先判定是否内部节点，如果是则找出与该节点相关联的所有支路集合，对于该节点的所有的支路量测(包括电流和功率量测)求取量测代数和，如果此代数和大于设定的检验门槛值，则不满足基尔霍夫定律，存在可疑量测，如果此代数和小于设定的检验门槛值，则满足基尔霍夫定律，则量测值可用于状态估计。2、支路状态与量测一致性检验根据支路状态以及支路量测的一致性原则对断路器以及相关刀闸的状态进行检验。总原则是对于有效量测并证明其明显带电运行的设备，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：於益军，冯树海，高宗和，戴则梅，刘俊，石飞，王礼文，王毅，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：