[发明专利]一种电力系统状态估计量测方程的精确线性化方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统调度自动化领域，特别涉及一种电力系统状态估计量测方程的精确线性化方法。

背景技术

电力系统状态估计是能量管理系统的基础和核心，其主要任务是根据数据采集与监控系统(SCADA)提供的实时信息，给出电网中状态变量(电压幅值和相角)、支路功率以及节点注入功率等的估计值，同时也包括不良数据检测和辨识等功能。

国内外学者和工程人员对电力系统状态估计的研究已经有四十多年的历史了，现在几乎每一个大型调度中心都安装了状态估计软件，状态估计已经成为现代调度控制中心不可缺少的基石之一。自2003年8月14日发生的美加大停电事故以来，人们进一步认识到状态估计在电网安全运行中的基础性地位。

状态估计中的量测量一般包括节点电压幅值量测、支路功率量测、注入功率量测，支路电流幅值量测等，已有的状态估计都是把所有节点的电压幅值和相角(参考节点的相角除外)作为状态变量并作为求解的对象，得到状态变量后，即可进一步利用状态变量得到所有的支路功率以及节点注入功率等的估计值。量测方程是量测量与状态变量之间的函数关系，已有的状态估计的量测方程都是非线性的。基于该非线性的量测方程，已有的状态估计最终都是转化为一个非线性最优化问题进行求解。

在已有的状态估计中，非线性量测方程如下

z=h(x)+e                    （1）

其中，z∈R^m为量测矢量，包括节点电压幅值量测、支路有功量测、支路无功量测、注入有功量测、注入无功量测，有时还包括支路电流幅值量测；x∈Rⁿ为包括所有节点的电压幅值和相角(参考节点相角除外)的状态矢量，n=2N-1，N为网络中节点的数目；h:Rⁿ→R^m是由状态矢量到量测矢量的非线性映射；e=[e₁，e₂,…,e_m]^T为量测噪声，常假设e~N(0,R)，其中R=diag{ϵ12,ϵ22,···,ϵm2},]]>其中为e_i的方差。

基于非线性量测方程(1)，已有的状态估计都是转化为如下的最优化问题进行求解

Min(or Max)J(x)=Σi=1mf(ri)---(2)]]>

s.t.    z=h(x)+r                        （3）

其中，r∈R^m为残差矢量，f(r_i)是残差的特定函数，对不同的状态估计模型，f(r_i)具有不同的表达式。