[发明专利]基于多种时间周期测量数据的配电网混合状态估计方法

说明书

本发明公开了一种基于多种时间周期测量数据的配电网混合状态估计方法，基于当前配电网系统测量与信息系统的现状，通过AMI、PMU和RTU测量信息的数据融合得到短时限高质量的状态估计结果。所提出的方法可以显著地缩短估计的周期并且为类似于电压控制和系统堵塞控制之类的高级控制应用提供实时状态信息。该方法有助于探测出状态的突变情况。可以进一步通过优化算法的鲁棒性并减小不良数据和杠杆点对估计结果带来的影响。此外，DKF过程的细节可以进一步优化。

技术领域

本发明涉及一种基于多种时间周期测量数据的配电网混合状态估计方法。

背景技术

电力系统状态估计的概念在20世纪70年代提出。从那之后，状态估计逐渐成为了EMS系统中不可缺少的单元，它能够为电力系统操纵员提供系统当前的实时状态信息，在系统状态感知的基础上进行系统高级应用的控制与开发。这些技术的使用最大限度的利用的当前系统资产并为系统的安全、稳定运行提供了保障。在传统的研究中，配电网被当作成一种单一的被动网络，仅仅作为从输电网到用户之间的一个环节，能量的流动也是单向的。此外，传统的配电网故障对于大电网稳定性的影响也十分有限，因此重视程度比较低。最近几年，随着大量可再生能源电源在配电网系统中的应用，新型负荷的增多与需求侧响应技术与政策的发展，配电网的功能更加全面化，同时在能源系统中的重要性越来越高。由于配电网重要性的提升，配电网系统中的测量与通信基础设施也得到改善。

满足系统的可观测性并有一定的冗余性是进行状态估计研究的基础，可观测性保证的计算在理论上能够得到求解，信息的冗余性可以提高估计的质量同时方便进行不良数据的识别和检测。在配电网系统中，为了弥补实测信息的不足，过去的状态估计研究中添加了许多伪量测信息(Pseudo Measurements)。过去的几十年中，大量的文献研究了如何进行伪量测信息的建立与权重的确定。早期的伪量测信息来源于基于电费计量系统的负荷调查信息，结合长期电力系统运行过程中得到的负荷与季节、时间段等因素对负荷的影响，得到几个典型特征的负荷特性曲线，进一步结合一个配电网中各个配电变压器容量的大小确定计算中所设定的伪量测信息。这样得到的伪量测信息不确定性大，与实际的负荷信息往往有较大的出入。对于现代配电网系统，由于用户对负荷的可控性大大增强，同时类型电动汽车之类的可移动负荷数量增加，传统的伪量测信息不能够适应现代配电网的运行管理需求。

能源互联网系统，包括一次能源系统、电力系统与信息系统，强调综合能源效率的最大化。从能源互联网的角度分析，配电网系统成为了大电网系统与一次能源系统以及数据系统的接口。能源互联网作为一种信息系统(Cyber-Physical System)，具有开放性的接口，由电力企业与各种用户共同参与，保证更多的信息与数据得到可靠地处理。电力系统运行条件的变化对能源系统最优运行状态一定会产生一定的影响。新型的测量技术，包括同步相量测量技术和高级测量系统(AMI)为更好的进行状态估计研究提供了很大的可能性。

同步相量测量技术，以GPS信号提供精准的时间同步特性，能够精确的测量电力系统中的幅值和相位信息并且拥有很高的信息上传频率。PMU(电源管理单元，powermanagement unit)作为同步相量测量技术的终端，目前覆盖了全部的500KV及更高电压等级的变电站以及大部分的220KV变电站。随着Micro-PMU的技术开发和成本的不断下降，PMU有望为配电网状态估计中承担重要的角色。RTU(远程测控终端，Remote Terminal Unit)用于监视、控制与数据采集的应用。具有遥测、遥信、遥调、遥控功能。AMI(AdvancedMeasurement Infrastructure)包括智能电表，数据通信网络和数据集中器三部分，能够获得用户或者集中负荷信息，并以一定的时间间隔(15分钟或30分钟)进行上传。AMI技术的应用使得节点的负载信息不再是黑箱，也为伪量测信息数据提供了更加有力的支撑。智能电表当前在用户侧的了广泛应用使配电网系统从一个欠定(Underdetermined System)系统称为超定(Overdetermined System)系统。

发明内容