[发明专利]一种多项式型抗差状态估计方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统调度自动化技术领域，具体涉及一种多项式型抗差状态估计方法(Polynomial State Estimate,PSE)。

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。现在几乎每一个大型调度中心都安装了状态估计器，状态估计已成为电网安全运行的基石。自1970年国外学者首次提出状态估计以来，人们对状态估计的研究和应用已经有40多年的历史了，这期间涌现出了各种各样的状态估计方法。目前，在国内外应用最为广泛的状态估计是加权最小二乘法(Weighted least squares,WLS)。WLS模型简洁，求解容易，但是其抗差性很差。为了增强抗差性，一般有两种方法。第一种是在WLS估计之后加入不良数据辨识环节，例如最大正则化残差检验法(LNR)或估计辨识方法等；另一种是采用抗差状态估计方法。目前，国内外学者已经提出的抗差状态估计方法(Robust state estimation)包括加权最小绝对值估计(Weighted least absolute value,WLAV)、非二次准则法(QL、QC等)、以合格率最大为目标的状态估计(Maximum normal measurement rate,MNMR)以及指数型目标函数状态估计(Maximum exponential square,MES)等。但是这些抗差状态估计方法的估计性能仍有待提高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种抗差性好、计算效率高的多项式型抗差状态估计方法(Polynomial State Estimate,PSE)。本发明的具体技术方案如下。

一种多项式型抗差状态估计方法，包括以下步骤：

步骤A.提供多项式型抗差状态估计模型；

步骤B.利用原-对偶内点算法，对所述多项式型抗差状态估计模型求解。

在本发明的一个实施例中，所述多项式型抗差状态估计模型为：

s.t.g(x)＝0 (2)

r＝z-h(x) (3)

其中：z∈R^m为量测矢量，包括节点注入有功和无功、支路有功和无功以及节点电压幅值量测；x∈Rⁿ为状态矢量，包括节点电压幅值和平衡节点除外的其他各个节点相角；h:Rⁿ→R^m为由状态矢量到量测矢量的非线性映射；r_i为残差矢量r的第i个元素；g(x):Rⁿ→R^c为零注入功率等式约束；w_i为第i个量测量的权重。

在本发明的一个实施例中，所述步骤B包括：

步骤B1：进行初始化，令x为平启动状态变量；选择r⁽⁰⁾＝λ⁽⁰⁾＝π⁽⁰⁾＝0；设置收敛判据ε＝10^-6，置迭代计数器k＝0；

步骤B2：求解修正方程，

以完成对变量的修正，得到[dx^T dr^T dλ^T dπ^T]；

步骤B3，修正变量

步骤B4：判断是否收敛，若max(dx)<ε,则转步骤B6，否则进入步骤B5；

步骤B5：令迭代计数器k＝k+1，进入步骤B2；

步骤B6：输出最优解，结束。

在本发明的一个实施例中，所述步骤B1中，令x⁽⁰⁾∈Rⁿ代表由所有节点电压幅值和相角组成的的平启动状态变量；选择r⁽⁰⁾＝λ⁽⁰⁾＝π⁽⁰⁾＝0，其中λ∈R^c及π∈R^m为拉格朗日乘子矢量，m为量测量的个数，而c为零注入功率约束的个数；置迭代计数器k＝0。

在本发明的一个实施例中，所述步骤B2包括：

步骤B21：形成量测方程以及零注入功率约束对应的雅克比矩阵及形成量测方程以及零注入功率约束对应的海森矩阵及其中h(x)为状态矢量到量测矢量的映射，即为量测估计值，g(x)＝0为零注入功率约束；