[发明专利]一种启发式的配电网状态估计量测位置快速优化方法

摘要

本发明公开了一种启发式的配电网状态估计量测位置快速优化方法，属于电网优化算法技术领域。该方法包括：确定初始实时量测集合元素和伪量测集合元素；形成量测向量，量测向量中包括伪量测与实时量测，伪量测是由所有节点功率构成，实时量测则是由初始量测集合的支路功率组成；进行状态估计并且获得状态向量的估计值，寻找最不重要支路和最重要支路其中；更新量测集合；假如迭代次数小于给定的阈值并且迭代的估计误差大于上一次迭代的估计误差，则接着选出和；否则结束优化过程。本发明可以提高状态估计精度，同时也避免了时间复杂度高的问题；使用本发明得到的状态估计实时量测装置配置方案在估计精度和时间复杂度方面都有较好表现。

主权项

1.一种启发式的配电网状态估计量测位置快速优化方法，其特征在于：具体步骤包括，/n第1步：初始化原始的量测位置并将迭代次数设为k＝1，根据配电网馈线的节点规模，将实时量测集合的大小设为n，通过潮流计算获得馈线的实时状态；根据得到的支路功率大小，将所有支路按照所带功率大小由大到小排列，前n个支路功率作为初始实时量测集合M的元素，其余的支路功率则作为集合的元素；/n第2步：形成量测向量；/n量测向量中包括伪量测与实时量测，伪量测是由配电网馈线的所有节点功率构成，实时量测则是由集合M的支路功率组成；量测向量的构成，包括除平衡节点外所有节点的注入功率和支路两侧有功无功潮流构成量测向量；节点注入功率均为伪量测，支路功率为实时量测；状态向量由所有支路功率构成；/n第3步：进行状态估计并且获得状态向量的估计值；/n在集合M中寻找最不重要支路LIB，在集合中寻找最重要支路MIB，/n /n其中，状态向量的元素个数为N；为状态向量估计值的第i个分量，x_i为状态向量真值的第i个分量；/n所述的状态估计并且获得状态向量的估计值，具体为：/n将功率量测转化为电流量测，以全部支路电流作为状态向量，以节点电流和部分或全部支路电流作为量测向量，通过变换使量测函数线性定常，雅可比矩阵常数化，状态向量实部和虚部解耦，三相解耦；/n假设量测向量中共有m+n个量测量，包括一个支路电流量测，由各功率量测转换得到等值电流量测的实虚部，量测向量表示为：/nz＝[I_1r,I_2r,I_3r,…,I_(m+n)01r,I_1i,I_2i,I_3i,…,I_(m+n)01i]′ (8)/n其中，等值电流量测计算表达式为I＝(S/V)′，S为复功率，包括实数部分和虚数部分，V为复数电压，同样包括实数部分和虚数部分；量测向量中有1个实际支路电流量测，其实部、虚部分别为I_(m+n)01r和I_(m+n)01i，表示0-1支路的支路电流量测；其他为负荷电流伪量测，也是由其实虚部构成，上式中下标r代表实部，下标i代表虚部，I_1r,I_2r,I_3r,…和I_1i,I_2i,I_3i,…,分别表示1,2,3…节点的节点电流实部和虚部；假设状态向量中共有N个状态量，由所有支路电流的实虚部组成，表达式如下：/nx＝[I_01r,I_12r,…,I_25r,I_01i,I_12i,…,I_25i]′ (9)/n其中：I_01r和I_01i分别表示0-1支路电流的实部和虚部，上式中x一共含有2N个元素；/n雅克比矩阵表示量测向量与状态向量的线性关系，因此由z和x的关系得H：/n /n有了上述已知量，根据加权最小二乘法推导得到状态向量的修正量公式：/nd_x＝G^-1H^TW(z-h(x)) (11)/n其中：h(x)是在x的基础上的基于基尔霍夫定律建立的量测函数；信息矩阵G＝H^TWH为稀疏矩阵，雅克比矩阵H中元素只有0，1和-1；/n得到状态向量的修正量d_x后更新状态向量：/nx^(k+1)＝x^(k)+d_x (12)/n至此，就得到了第一次迭代中的支路电流更新值；根据全电路欧姆定律，已知根节点电压，根据支路电流值I和支路电阻R，可以回推各节点电压，如式(13)所示：/nV_end＝V_start-IR (¹3)/n式(13)中，V_end为支路末端节点电压，V_start为支路首端节点电压，由电压更新值重新计算功率量测等效变换的等值电流量测值，根据等值电流量测更新量测向量，进入第二次迭代；判断迭代是否停止的收敛条件为：/n|d_xi^(k)|_max<ε (14)/n其中，d_xi^(k)为第k次迭代中状态向量的修正量中的第i个元素；当状态向量的修正量中的元素最大值小于设定值ε时，停止迭代；若不满足收敛条件，则进入下一次迭代；/n第4步：更新集合M；/n从集合M中移除最不重要支路LIB，并将其放入集合中；同时将最重要支路MIB从集合转移到集合M中；/n第5步：收敛性判断：如果迭代次数k小于给定的阈值Thr并且第k+1次迭代的状态估计误差大于第k次迭代的状态估计误差，则转到第2步；否则结束优化过程。/n