[发明专利]一种基于变电站量测信息的电力系统局部拓扑估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于变电站量测信息的输电网络局部拓扑估计方法，属于电气工程领域下的电力系统及其自动化领域，特别涉及电力系统状态估计问题中的网络拓扑估计技术。

背景技术

电力系统状态估计是能量管理系统（EMS）必备的基础功能，它利用电力系统实时采集的各类量测数据作为输入，通过数据预处理、拓扑分析、状态估计计算、不良数据辨识等环节，最终输出包括系统内所有节点的电压幅值、相角，所有连接元件的有功功率、无功功率、电流，所有发电、负荷设备的功率，以及全网拓扑结构在内的完整可靠的电力系统实时运行状态，为稳定分析等其他电力系统高级应用提供可靠的基础数据。

当前主流状态估计的核心算法大多为加权最小二乘法，该方法具有较好的收敛性与全局寻优能力，适用于大规模电力系统的实时连续计算。然而，该方法的抗差能力较差，当输入量测数据中具有较大误差时，该方法无法给出准确可靠的估计结果。因此，若要保证上述算法在存在不良数据的系统中仍能给出准确的计算结果，需要对量测数据进行修正，降低不良数据对状态估计的影响。

当前各电网调度中心广泛使用的状态估计方法大多以SCADA系统实时采集的量测数据作为计算输入。该类量测数据包括遥测数据（即模拟量数据，主要包括电压幅值、功率、电流、变压器分接头档位）与遥信数据（即数字量数据，主要包括开关、刀闸的开断状态）。调度运行经验表明，实际运行中遥信数据带来的网络拓扑错误，成为导致状态估计误差扩大的重要因素之一。因此，利用SCADA量测数据获得可靠的电力系统拓扑结构，对提高EMS应用软件的计算分析性能具有重要的工程意义。

发明内容

本发明对SCADA系统采集到的电力系统遥测及遥信数据进行逻辑分析，甄别可疑遥测、遥信数据，并定位可疑数据所属的变电站，利用单一或相邻多个变电站内实时采集的功率及电流量测信息，建立线性规划模型，对电力系统的局部拓扑结构进行实时估计，修正数据中存在的错误。本发明提出的方法能够通过优化原理对变电站内的拓扑错误进行准确辨识，为状态估计程序提供可靠的输入数据。

本发明提供的基于变电站量测信息的输电网络局部拓扑估计方法，具体采用以下技术方案。

一种基于变电站量测信息的输电网络局部拓扑估计方法，其特征在于，所述局部拓扑估计方法包括以下步骤：

（1）通过SCADA系统，获取输电网各变电站内的量测数据，包括遥测数据和遥信数据，其中，遥测数据包括变电站内的有功功率，无功功率，电流等，遥信数据是指变电站内开关的开合状态；

（2）根据步骤（1）中的变电站内的量测数据，确定输电网的全网拓扑结构；

（3）对SCADA系统采集的遥测、遥信数据进行基于规则的可疑量测数据检测，并根据检测结果，更新数据库中的可疑SCADA量测数据统计表；

（4）根据步骤（2）确定的全网拓扑结构以及发电、负荷设备投运情况，定位并记录步骤（3）中检测出的各可疑量测数据所属的变电站，将所有可疑量测数据按所属变电站组成集合，用Sraw表示，Sraw={Sraw¹,Sraw²,…,Srawⁱ…,Sraw^M}，其中Srawⁱ表示集合Sraw中的第i个变电站对应的可疑量测数据集，共有M个变电站存在可疑量测数据；

（5）在所有包含可疑量测数据的集合Sraw中，当某一变电站所包含的可疑量测数据总数大于该变电站对应电压等级下的可疑数据上限值时，将该变电站作为局部拓扑估计的目标变电站，当前输电网内所有待处理目标变电站的集合记为S，S={S¹,S²,…,Sⁱ,…,S^N}，其中Sⁱ为第i个待处理的目标变电站，N为系统内待处理的目标变电站总数；