[发明专利]考虑可调节负荷影响和负荷不确定性的混合量测状态估计方法

权利要求书

1.一种考虑可调节负荷影响和负荷不确定性的混合量测状态估计方法，用于考虑未知负荷不确定性和可调节负荷特性的电力系统量测中，其特征在于：所述考虑可调节负荷影响和负荷不确定性的混合量测状态估计方法包括以下步骤：

步骤1：选取不确定负荷出力的基准值，构建不确定负荷的分布模型，采用蒙特卡罗算法，从该分布模型中选取若干个不确定负荷的可能值，分别作为不确定负荷的初值参与最优潮流OPF计算；

步骤2：将电力网络中可调节负荷视为负功率的发电机节点，通过最优潮流计算，得到当前电力网络中可调节负荷的初值；

步骤3：将最优潮流计算结果作为电力网络的实际值，将网络的实际值叠加正态偏差，来模拟电力系统状态估计的量测初值；

步骤4：基于步骤3得到的量测初值进行SCADA/PMU混合量测状态估计的运算，得到混合量测结果。

2.根据权利要求1所述的考虑可调节负荷影响和负荷不确定性的混合量测状态估计方法，其特征在于：步骤1中，所述选取不确定负荷出力的基准值，构建不确定负荷的分布模型，具体为：设不确定负荷出力为X，建立一个服从数学期望为μ、方差为σ²的正态分布，记为N(μ，σ²)；为了便于描述和应用，将一般正态分布转化成标准正态分布：

3.根据权利要求1所述的考虑可调节负荷影响和负荷不确定性的混合量测状态估计方法，其特征在于：步骤2中，所述通过最优潮流计算，得到当前电力网络中可调节负荷的初值，具体为：将可调节负荷视为负功率的发电机节点Gx，建立OPF问题的数学模型：

s.t.h(x)＝0

式中，P_Gi为第i台发电机的有功出力；a_2i、a_1i、a_0i为第i台发电机的经济耗量曲线参数；h(x)为等式约束，包括每个节点的2个潮流方程；g(x)为不等式约束，包括：(1)有功电源出力上下限约束；(2)可调无功电源出力上下限约束；(3)节点电压模值上下限约束；(4)线路通过的最大有功潮流约束；

最终解得各台发电机的有功出力，包括可调节负荷的初值-P_Gx。

4.根据权利要求1所述的考虑可调节负荷影响和负荷不确定性的混合量测状态估计方法，其特征在于：所述步骤3中，将最优潮流计算结果作为输电网络的实际值，具体为：考虑可调节负荷的调节特性，通过OPF算法对电力系统的参数进行优化和修正。

5.根据权利要求1所述的考虑可调节负荷影响和负荷不确定性的混合量测状态估计方法，其特征在于：步骤3中，所述正态偏差用于模拟传统量测方法的偏差，因此，建立正态偏差Δ的正态分布模型：

其中，期望值μ决定了其位置，取0；标准差σ决定了分布的幅度，取真实值的1％。

6.根据权利要求1所述的考虑可调节负荷影响和负荷不确定性的混合量测状态估计方法，其特征在于：所述步骤4中，采用SCADA/PMU混合量测的状态估计方法，具体计算过程为：

结合PMU节点电压量测方程和支路电流量测修正方程，SCADA/PMU混合量测的状态估计的公式为：

其中，ΔZ为混合量测总的残差向量，ΔP、ΔQ、ΔU_m分别为传统SCADA量测的有功功率残差向量、无功功率残差向量、节点电压幅值残差向量；Δθ_pmu、ΔU_pmu分别为PMU节点电压幅值残差向量和PMU节点电压相角残差向量；ΔIr、ΔIi分别为PMU支路电流实部残差向量和PMU支路电流虚部残差向量；Δθ、ΔU分别为节点电压相角修正量和节点电压幅值修正量；

传统SCADA估计的雅各比矩阵H：

其中M、N、K、L为传统雅各比矩阵的具体元素，0为零矩阵，I为单位阵；

PMU节点电压量测的雅各比矩阵：

PMU支路电流量测的雅各比矩阵：

其中M_I、N_I、K_I、L_I为支路电流量测雅各比矩阵的具体元素；

电力系统SCADA/PMU混合量测状态估计的迭代方程如下：

同时，迭代公式中混合数据方差阵R_h：

R是传统量测的方差阵，R_I是以量测误差为对角，其余元素为0的支路电流量测的方差阵；R_U是以电压方差为对角，其余元素为0形成的PMU电压量测方差阵；

迭代公式中混合量测雅各比矩阵H_M：