[发明专利]一种考虑零注入量测等式约束的电力系统状态估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种考虑零注入量测等式约束的电力系统状态估计方法，属于电力系统调度自动化与电网仿真技术领域。

背景技术

电力系统状态估计是能量管理系统(EMS)的核心基础功能之一，EMS的几乎所有在线和离线应用都是以状态估计结果为基础进行的。实际电力系统中存在大量注入功率为0的零注入节点。在目前调度中心常用的最小二乘法状态估计(WLS)程序中，通常的处理方法是加入量测值为0的节点注入功率伪量测，并对这些伪量测设置大权重。如果零注入量测权重设置得过小，最终的估计结果中零注入节点将存在较大的功率失配量，从而导致估计结果不符合潮流方程；反之，如果零注入量测权重过大，最小二乘法中的信息矩阵条件数将恶化，可能导致状态估计发散。

此外，为了解决最小二乘法状态估计结果可能受不良数据影响的问题，我们提出了新的指数型抗差估计模型，具体方法已申请中国发明专利(申请号：200910082501.8)。这类新型的估计模型也存在类似的零注入量测问题。

数学上处理等式约束的常规算法是拉格朗日乘子法，即将等式约束优化问题：

minxJ(x)]]>

s.t.c(x)＝0

加入拉格朗日乘子，转化为无约束优化问题：

minx,λJ(x)+λTc(x)]]>

在实际的电力系统状态估计问题中，几乎所有220kV及以上电压等级节点，以及三卷变压器中心节点都属于零注入节点。对于省级电网，零注入节点的比例往往在50％左右。因此，传统的拉格朗日乘子法会大幅地增加了优化变量数目，造成计算量急剧上升。这也是拉格朗日乘子法长期没有在电力系统状态估计领域实际应用的主要原因。

发明内容

本发明的目的是提出一种考虑零注入量测等式约束的电力系统状态估计方法，在电力系统调度中心，将零注入节点的注入功率为0作为等式约束加入到优化方程中，并采用既约梯度法对此含等式约束的优化模型进行求解。

包括以下步骤：

(1)将电力系统中零注入节点的注入功率作为等式约束，建立一个含等式约束的电力系统状态估计模型：

min J(x)

s.t c(x)＝0

其中J(x)为状态估计的目标函数，该目标函数为最小二乘目标函数或可微非最小二乘目标函数，c(x)为电力系统零注入伪量测的量测方程，其中的分量c_i(x)为：