[发明专利]变电站－调度中心两级状态估计多源数据对时与拼接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变电站-调度中心两级状态估计多源数据对时与拼接方法，属于电力系统运行和控制技术领域。 

背景技术

电力系统中的能量管理系统(Energy management system，以下简称EMS)是基于计算机的现代电力系统的调度自动化系统，其任务是对电力系统进行实时采集、监视、分析、优化和控制决策。电力系统状态估计是EMS的基础和核心环节，状态估计是利用从电力系统中采集的实时量测信息，排除错误信息，计算出完整、一致和可信的电力系统实时变量，保证EMS控制决策的正确性。 

传统状态估计在电力调度中心实施，利用远方终端单元(Remote Terminal Unit，以下简称RTU)采集遥测、遥信生数据并通过数据采集与监控系统(Supervisory Control And Data Acquisition，以下简称SCADA)上传到调度中心，集中完成全网拓扑分析和状态估计。由于传送到调度中心的信息量的先天不足，通过传统状态估计模型和算法的改进，已无法从根本上解决调度中心自动化基础数据的准确性问题，拓扑错误、非线性迭代发散、大误差等导致的集中式状态估计的不可用，已成为世界范围内调度中心高级应用实用化中的一个瓶颈问题。造成上述问题的一个根本原因在于信息分布和处理的不合理。一方面，调度中心的信息过于集中。另一方面，调度中心的信息在局部又不够冗余。此外，这种集中式的调度中心一旦受到灾难打击，很容易导致全部功能的瘫痪，难以自愈。 

基于全球定位系统(GPS)的相量量测单元(PMU)为电力系统计算与控制提供了高精度的相角量测信息。出于成本的考虑，在未来相当长的一段时间内，电力系统不可能装设足够多的PMU，以满足全系统可观测性的要求，因此一种比较可行的方法是把PMU和原有的RTU构成混合测量系统，利于多源的量测数据对系统进行混合的非线性状态估计，既提高量测冗余度，又具有普遍适用性。 

变电站是各种量测数据的源头，利用变电站内冗余的多源三相量测对原始量测进行预处理能有效将拓扑错误和模拟量坏数据在本地得以剔除。本申请人曾经提出过一种《一种变电站三相无阻抗非线性多源状态估计方法》，专利申请号为2010101408113，公开号为CN101958543A，经过变电站三相状态估计，得到熟数据，并将熟数据上传至调度中心，进行调度中心级全网状态估计，形成变电站-调度中心两级状态估计模式，已成为最近的热点课题。但是，RTU与PMU采集频率不同，RTU采集较PMU慢。如何同时利用RTU和PMU量测数据并进行对时，以保证进行状态估计的多源量测断面时间最接近，尚未得到深入研 究。由于SCADA和WAMS的采集原理不同，两种测量数据存在很多差异，如数据成分不同、数据刷新频率不同、数据传输延时不同及数据的精度不同等。不经过处理即将二者结合为混合测量数据为状态估计服务，会出现一系列的数据兼容问题，甚至还会降低传统状态估计的性能，因此，需要对混合测量状态估计的数据兼容问题加以重视。 

发明内容

本发明的目的是提出一种变电站-调度中心两级状态估计多源数据对时与拼接方法，在各变电站内使两种量测数据最大程度地匹配，并保证各个变电站状态估计所用量测断面的时间一致，实时进行变电站三相无阻抗非线性多源状态估计。同时，设置合理的两级状态估计计算周期，从而在调度中心对齐多个熟数据断面。 

本发明提出的变电站-调度中心两级状态估计多源数据对时与拼接方法，包括以下步骤： 

(1)设定一个1秒之内的等时间间隔的时间序列 作为全网统一的变电站状态估计启动时间，其中，T_spl为全网相量量测单元的采样周期，m≥1，m表示两个相邻时刻之间的相量量测单元采样次数，时间间隔Δt_set满足：Δt_set≥t_stse，t_stse为变电站每进行一次状态估计的耗时； 

(2)当 时刻到来时，全网各变电站采集本变电站在该时刻相量量测单元的量测数据以及远方终端单元的与该时刻最临近的量测数据，各变电站进行本变电站的第k次三相无阻抗非线性多源状态估计，得到各变电站的三相状态估计结果；