[发明专利]基于多预测‑校正内点法的WLAV抗差状态估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统运行和控制方法。

背景技术

随着西电东送的实施、电力市场的迅速推行，特高压、远距离、交直流混合输电技术在我国电网中的发展迅速，电力系统调度中心自动化水平也需要逐步提高。状态估计作为现代能量管理系统(EMS)的核心与基石，通过对数据采集监控(SCADA)系统传送的量测数据进行实时处理，可大幅度提高电力系统数据精度。传统的基于最小二乘法及由最小二乘法派生出的快速解耦法状态估计程序在现场已有多年实际运行经验。然而由于最小二乘法是对服从高斯分布样本的最优估计，而实际SCADA中可能存在误差较大的不良数据，这些不良数据不服从高斯分布。因此，传统状态采用加权最小二乘状态估计精度难于进一步提高。

针对状态估计中如何抑制不良数据影响的问题，国内外学者提出了大量解决方法，主要包括以下2个方面：一是寻求新的不良数据辨识方法，将其从有效量测系统中剔除；二是提出新的抗差估计器。当SCADA中存在不良杠杆量测或多个强相关的不良数据时，很难完全辨识出来，而抗差估计无需不良数据检测，能够有效抑制不良数据的影响。其中，WLAV状态估计由于能够保证多个量测残差为0，从而有效利用正确的量测值摒弃不良数据，近年来受到多者学者的关注。Irving及Owen最早将WLAV引入电力系统状态估计，他们将WLAV转化为线性规划进行求解。Kotiuga与Vidyasagar认为，WLAV估计的本质是量测集的插值，故具有一定的排除不良数据能力。韦化提出基于原-对偶内点法(primal-dual interior point method,PDIPM)的WLAV状态估计，该方法具有较好的数值稳定性，但存在迭代次数偏多的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供基于多预测-校正内点法的WLAV抗差状态估计方法，达到抑制状态估计中不良数据影响、并提高处理速度的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

基于多预测-校正内点法的WLAV抗差状态估计方法，其特征在于包括以下步骤：

1）获取电力系统参数，包括：母线编号、基于多预测-校正内点法的WLAV抗差状态估计方法、补偿电容、输电线路的支路号、首端节点和末端节点编号、串联电阻、串联电抗、并联电导、并联电纳、变压器变比和阻抗；

2）获取检测数据，包括电压幅值、发电机有功功率、发电机无功功率、负荷有功功率、负荷无功功率、线路首端有功功率、线路首端无功功率、线路末端有功功率以及线路末端无功功率；

3）初始化，包括：对状态量设置初值(直角坐标系)、对拉格朗日乘子和罚因子设置初值、节点次序优化、形成节点导纳矩阵、恢复迭代计算器K＝1，设置最大迭代次数K_max，设置收敛精度要求ε；

4）申请各量测量海森矩阵内存空间并求解；

5）计算对偶间隙C_Gap=α^Tl+β^Tu，判断是否满足C_Gap＜ε或K＜K_max，若是，则输出计算结果，退出循环；若否，则执行步骤6)；

6）预测步：设置扰动因子μ＝0，根据以下公式进行预测，求出仿射方向：

式中：x为状态量，包含节点电压幅值和相角；l、u为松弛变量，即原变量；y、α、β为拉格朗日乘子，即对偶变量；ΔxΔx、Δy、Δw、Δl、Δu、Δα、Δβ分别为x、y、w、l、u、α、β的修正量;▽_xh(x)为h(x)的雅可比矩阵，为h(x)的海森矩阵,μ为扰动因子，L＝diag(l₁,…,l_m)、U＝diag(u₁,…,u_m)，A＝diag(a₁,…,a_m)、B＝diag(β₁,…,β_m)，e＝[1,…,1]^T，利用阻尼牛顿法对求解，由式解出Δλ，并对原、对偶变量进行修正：λ^(k+1)＝λ^(k)+αΔλ，α为迭代步长，其大小确定如下：

计算仿射方向的互补间隙：