[发明专利]考虑三相不对称的二次型正交变换状态估计方法及系统

说明书

本发明公开了一种考虑三相不对称的二次型正交变换状态估计方法及系统，解决了现有技术的不足，方法包括步骤1，读取配电网模型，按设定周期获取SCADA量测数据，并根据SCADA系统的断面时标获取设定周期的PMU量测；步骤2，采用直角坐标系，引二次型入辅助变量及等式约束，并将等式约束处理为高精度量测，建立基于SCADA/PMU混合量测并考虑配电网三相不对称的二次型量测模型，采用二阶映射表及一阶映射表分别描述二次型量测函数的二次项及线性项，用以实现量测建模与状态估计算法的解耦；步骤3，采用正交变换法求解考虑配电网三相不对称的二次型量测模型，根据二次型量测模型自动推导并生成量测雅可比矩阵及残差向量。

技术领域

本发明涉及配电网安全技术领域，尤其是指一种考虑三相不对称的二次型正交变换状态估计方法及系统。

背景技术

电力系统状态估计是能量管理系统的核心。随着智能配电网中大规模分布式电源、电动汽车接入以及多元用户供需互动，围绕源、荷呈现常态化的间歇性和不确定性会引起运行状态复杂多变的突出问题。此外，电力公司对配电网实时监测的要求要越来越高。因此，有必要研究基于同步相量测量的智能配电网运行状态估计技术，提高状态估计的精度与速度。

状态估计分为单相状态估计与三相状态估计，前者主要运用于输电系统，后者主要用于配电网。与输电网相比，配电网中量测装置数量有限，一般只在配电变电站以及部分重要负荷节点处装有量测装置，而众多分支均无实时量测。因此配电网三相状态估计常常存在量测冗余不足、收敛性不好等问题。近年来，随着高级量测系统的发展，相量量测装置(PMU)逐渐应用于配电网，实时量测数据逐渐丰富，为配网状态估计问题的解决带来新的契机。研究如何充分利用PMU量测信息，以及基于数据采集与监控系统(SCADA)和PMU混合量测的配电网三相状态估计方法具有极高的重要性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的配电网运行智能化程度不高，检测的效果较差的缺点，提供一种考虑三相不对称的二次型正交变换状态估计方法及系统。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

考虑三相不对称的二次型正交变换状态估计方法，包括以下步骤：

步骤1，读取配电网模型，按设定周期获取SCADA量测数据，并根据SCADA系统的断面时标获取设定周期的PMU量测；

步骤2，采用直角坐标系，引二次型入辅助变量及等式约束，并将等式约束处理为高精度量测，建立基于SCADA/PMU混合量测并考虑配电网三相不对称的二次型量测模型，采用二阶映射表及一阶映射表分别描述二次型量测函数的二次项及线性项，用以实现量测建模与状态估计算法的解耦；

步骤3，采用正交变换法求解考虑配电网三相不对称的二次型量测模型，根据二次型量测模型自动推导并生成量测雅可比矩阵及残差向量。根据二次型量测模型生成量测雅可比矩阵及残差向量，由于二次型函数的求值及求导均非常方便，大大提高了算法的编程实现效率。

作为优选，所述的步骤3中，还包括采用变转轴逐列消元策略的GIVENS正交变换稀疏矩阵处理技术，用于提高状态估计算法的计算效率。该算法的数值稳定性好，收敛速度快，计算效率高，具有很强的实用性。

作为优选，所述的步骤2中，状态估计量测模型描述为

z＝h(x)+r (1)

式中：z为m维量测向量，x为n维状态向量，r为m维量测误差向量，h(x)为m维量测方程；当h(x)均为二次函数时，式(1)称为二次型量测模型。

作为优选，所述的二次函数的形式为：

式中：i为量测序号；A_i为n×n维上三角常数矩阵；b_i为n维常数向量；c_i为常数。