[发明专利]一种基于三种量测数据的配电网快速状态估计方法

说明书

本发明属于配电网调度自动化技术领域，尤其涉及一种基于三种量测数据的配电网快速状态估计方法，包括：将SCADA量测的取用时间设为E_b+T_k使得SCADA量测数据的采样时刻与PMU数据的时刻一致，E_b为SCADA量测时延的期望，T_k为PMU数据出现的时间，并采用线性外推法补充高精度的伪量测数据，使得PMU、SCADA、AMI三种量测数据融合；建立混合量测状态估计模型，计算雅可比方程H矩阵，对有功功率和无功功率相加进行补偿解耦，迭代求解后得到状态估计结果。解决了无时标量测和时延大的量测的数据对齐问题，提高了系统的可观测性、估计精度、计算的收敛性，解决了混合量测维度高，收敛慢的问题。

技术领域

本发明属于配电网调度自动化技术领域，尤其涉及一种基于三种量测数据的配电网快速状态估计方法。

背景技术

现阶段，数据采集与监视控制系统(SCADA)，电力系统同步相量测量装置(PMU)，高级量测体系(AMI)都可以为电力系统提供量测数据，但考虑到经济性，PMU覆盖率较差。SCADA覆盖率好，但是数据精度低；AMI覆盖率高，数据精度高，但采样周期长，不能满足电力系统的实时要求。对这种情况，一方面需要对多源量测数据进行融合；另一方面需要选用合适的状态估计方法来合理利用多种量测数据进行计算，准确而迅速地得知电力系统的运行状态。

在对配电网混合量测数据进行状态估计的时候，目前有一些对混合量测做了研究，但多只考虑两种量测装置，且忽略了量测时延问题，甚至量测数据的对齐问题。主要有以下几个难点，一方面配电网量测装置不足，量测数据不全，三相不平衡，阻抗比大，收敛缓慢，使用常规的最小二乘状态估计速度慢，但由于大阻抗比又无法使用快速解耦状态估计；另一方面不同的量测源的时间断面不同步，有的量测源甚至没有时标，而且还有量测时延的存在。如果时间不同步就进行融合，那不仅起不到数据融合的作用，还对原始的量测数据造成了污染。三种数据源进行融合比起两种数据源情况复杂，计算量大，需要针对具体情况具体研究，还要考虑是否会因为计算时间而影响实用价值。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于三种量测数据的配电网快速状态估计方法，包括：

步骤A：将SCADA量测的取用时间设为E_b+T_k使得SCADA量测数据的采样时刻与PMU数据的时刻一致，E_b为SCADA量测时延的期望，T_k为PMU数据出现的时间，并采用线性外推法补充高精度的伪量测数据，使得PMU、SCADA、AMI三种量测数据融合；

步骤B：建立混合量测状态估计模型，计算雅可比方程H矩阵，对有功功率和无功功率相加进行补偿解耦，迭代求解后得到状态估计结果。

所述混合量测状态估计模型为：

其中，z_m，z_n和z_p分别表示PMU量测向量，SCADA量测向量和AMI量测向量，h_m(x)h_n(x)h_p(x)分别表示PMU状态向量，SCADA状态向量和AMI状态向量，ε_m，ε_n和ε_p分别表示PMU量测误差，SCADA量测误差和AMI量测误差，将状态变量x分为电压幅值v和相角θ，量测变量矩阵为z，量测量分为有功和无功两类：