[发明专利]一种用于多电压等级电网模型的抗差状态估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗差状态估计方法，具体讲涉及一种用于多电压等级电网模型的抗差状态估计方法。

背景技术

随着智能电网的建设和发展，电网规模越来越大，电网建模更加精细化，对电力系统在线分析计算，尤其是状态估计计算带来了新的挑战，如何从计算精度和计算速度两个方面对状态估计算法进行提升，快速准确的计算出大电网全网实时运行状态，为其他各类分析应用提供准确可靠的数据源，已经成为大电网状态估计计算所面临的新问题。因此，具有更强的不良数据辨识能力、更高计算精度和计算速度的抗差状态估计模型与算法已经成为电力系统研究中的一个热点方向。

现有的M估计通过等价权原理化为加权最小二乘状态估计的形式，引入权函数对量测权重进行灵活调整，继承了最小二乘的求解形式，在迭代计算过程中，根据残差动态调节量测权重，具有一定的抗差效果。但是，随着我国大规模可再生能源的集约化开发，特高压交、直流输电技术的快速发展，以及智能电网一体化运行的深入开展，各级调度中心对在线分析和仿真计算的精度提出了更高的要求，近年来已有部分省级调度中心试验将省、地电网模型拼接，并基于拼接后的大电网模型进行在线分析和调度员培训模拟。省、地电网模型拼接后电网模型电压等级跨度非常大，不同电压等级量测量的数值及其满刻度值往往也相差数倍甚至数十倍。抗差最小二乘估计中常用的权函数有Huber权函数、Hampel权函数、Turkey权函数、丹麦权函数、IGG权函数等。现有的基于IGG权函数法的抗差状态估计采用量测残差绝对值作为判断是否进行降权处理的依据，对不同电压等级的具有不同特点的量测没有进行区分，其对低电压等级设备量测或小容量设备量测的坏数据辨识能力有限。

另外，在抗差状态估计数学模型进行求解迭代过程中，需要根据权重调整情况重新建立加权雅可比矩阵及正交分解，因此，基于等价权原理的抗差最小二乘状态估计的计算效率较传统加权最小二乘方法有所下降，限制了该算法在在线分析领域中的实用化进程。

综上所述，要将抗差最小二乘状态估计算法更好的应用到实际电力系统中去，还需要对抗差状态估计算法进行深入研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于多电压等级电网模型的抗差状态估计方法，在IGG分段权函数中引入量测类型基准值，实现对不同电压等级量测的区分，对处于降权区的量测权因子计算公式进行修正，整体提高抗差状态估计对不同电压等级量测坏数据的抗差性能。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种用于多电压等级电网模型的抗差状态估计方法，其改进之处在于，所述方法包括

(1)读取电网模型和SCADA量测；

(2)进行网络拓扑分析，将物理电网模型转化成母线-支路计算模型；

(3)建立有功加权雅可比矩阵R_a^-1/2B_a和无功计算加权雅可比矩阵R_r^-1/2B_r，计算有功系数矩阵A和无功系数矩阵B；

(4)利用正交变换获得有功系数矩阵和无功系数矩阵的上三角矩阵L和L₁，进行状态估计迭代求解；

(5)计算量测残差v_i，选择量测类型基准值S_i，计算遥测估计值误差

(6)计算量测权因子，判断是否有量测处于降权区或淘汰区，没有则状态估计计算结束；有则根据量测权因子修正量测权重矩阵R_a^-1和R_r^-1，重新生成加权雅可比矩阵R_a^-1/2B_a和R_r^-1/2B_r，计算A和B，返回步骤(4)。

优选的，所述步骤(1)包括从调度控制系统模型库获取电网模型，从SCADA应用获取实时遥信遥测数据。

优选的，所述步骤(2)包括根据电网模型电气联接关系和开关/刀闸运行状态，进行厂站母线拓扑分析，形成闭合开关/刀闸相连的结点集合，分配计算母线编号；根据投运支路联接的计算母线集合，进行电气岛划分，判断电气岛带电状态。

优选的，所述步骤(3)包括

(3.1)根据节点相关支路数进行节点排序优化，采用支路电抗形成导纳矩阵，建立有功量测的雅可比矩阵B_a；形成导纳矩阵，建立无功量测的雅可比矩阵B_r；