申请/专利权人：浙江工业大学

申请日：2020-08-18

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN112149273B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06Q50/06;H02J3/00;G06F113/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2021.01.15#实质审查的生效;2020.12.29#公开

摘要：一种快速收敛的交流电网分布式状态估计方法，包括以下步骤：1给出交流电网系统的数学模型，并给出SCADA测量仪表与PMU测量仪表混合使用情况下的量测模型；2根据实际情况将电网系统划分为多个区域，并给出每个电网区域的量测模型；3利用高斯牛顿法将非线性最小二乘问题转化为迭代线性最小二乘问题求解；4通过基于分块矩阵求逆思想构造的分布式线性最小二乘方法，设计一种仅与邻居通信且快速收敛的非线性分布式状态估计方法。本发明能够快速计算状态估计值从而及时发现状态异常，且在保证系统估计性能的同时极大减少了通信次数；另外，无需交换本地的原始测量信息以及本地状态估计值，极大程度地保护了电网用户的隐私。

主权项：1.一种快速收敛的交流电网分布式状态估计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤；1建立交流电网量测模型；定义电网中总线i的电压为Vi、电压相角为θi，总线i与总线j之间线路上的电阻为rij、电抗为xij、电导为gij、电纳为bij，总线i与大地间的分流电导为分流电纳为分流导纳为总线间传输线路上的分流导纳为令电网的状态xi＝[Viθi]T，已知电网中各总线的分流电导与分流电纳，总线之间传输线路的电阻与电抗，则交流电网在k时刻的量测模型为 其中，uiik,uijk为零均值高斯测量噪声；ziik是对总线上电压与电压相角的直接测量，当测量仪表为SCADA仪表时，仅能测量总线电压，即Ci＝[10]，当测量仪表为PMU仪表时，能够测量电压及电压相角，即zijk是对传输线路有功功率Pijk和无功功率Qijk的测量，有hijxik,xjkT＝Pijk,QijkT，其中， 其中 通过增广所有总线以及传输线路的量测方程，得到全局量测模型zk＝hxk+uk，假设电网中共有m个量测，有2电网分布式区域划分；根据电网所处的地理位置，将电网划分为多个区域；每个电网区域只拥有本地的参数信息和量测数据，以及与相邻区域连接线路上的参数信息和量测数据；若将电网划分为n个区域，则全局量测其中区域i的量测模型为 其中，ziik为该区域内总线i1,...,il的量测值，zijk为该区域与区域j中相连总线j1...jc传输线路上的量测值，它们分别表示为 为区域i内测量仪表的量测噪声；通常，将式5和式6合写为zik＝hixk+uik；另外，定义与区域i内总线存在传输线路连接的区域为为区域i的邻居，记为3设计分布式状态估计器；采用残差ek＝zk-hxk的最小均方误差为准则进行状态估计，即求解以下最小化问题argminφxk 其中，状态xk在φxk导数为零处的取值为待求估计值，令 将Jxk简写为Jk；由于hik为非线性方程，上式没有解析解，因此利用高斯牛顿法进行迭代求解，第p轮迭代的公式为 xp+1＝xp+Δxp,10其中，Φ-1为估计误差协方差矩阵，式9与线性最小二乘估计拥有相同形式；然而，在分布式电网系统中，每个区域只拥有本区域的量测信息，因此各区域需要利用分布式最小二乘估计器对式9进行分布式求解得到本地状态更新值Δxip，再通过xip+1＝xip+Δxip更新本地状态；4设计分布式最小二乘估计器；根据式9和式10将分布式估计器分为内循环和外循环两个部分，内循环部分基于分块矩阵求逆思想构造分布式线性最小二乘方法，外循环部分基于如步骤3所述的高斯牛顿方法进行分布式迭代。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江工业大学 一种快速收敛的交流电网分布式状态估计方法

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