[发明专利]一种基于矩阵变换的双线性WLAV状态估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于矩阵变换的双线性WLAV状态估计方法，属于电力系统状态估计领域。

背景技术

电力系统状态估计是能量管理系统中的核心基础模块，准确的状态估计结果能为现代电网的实时分析、控制提供保障。抗差估计能够有效利用正确数据并抑制异常数据，当量测系统含有不良数据或者量测误差偏离原分布模式时，仍然能够得出精确的状态量估计值。WLAV(Weighted LeastAbsolute Value)是一种被广泛研究的抗差状态估计方法，该方法能够有效抑制一般坏数据，提高状态估计精度，但非线性内点法的计算效率不能满足工程实际需求。变量代换方法，将状态估计问题分解为两步线性化过程，提出了双线性WLAV抗差估计，该方法与传统的WLAV状态估计相比，精度略有降低，但运算效率有显著提升。

对杠杆点坏数据缺乏抗差能力是WLAV抗差估计的主要缺陷之一，对WLAV状态估计进行改进得到的双线性WLAV状态估计依然存在此问题。对此的一种处理方法为：在状态估计前进行杠杆点检测，并剔除相关量测，但此方法会导致局部量测冗余度降低，影响电网可观测性。

发明内容

本发明为克服现有技术中双线性WLAV状态估计对杠杆量测坏数据缺乏抗差能力这一问题，提供一种基于矩阵变换的双线性WLAV状态估计方法，以期能降低杠杆量测点坏数据对状态估计精度的影响，从而能得到更精确的状态估计结果。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明一种基于矩阵变换的双线性WLAV状态估计方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、获得电力系统的网络参数，包括：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；

步骤2、初始化，包括：对状态量x设置初值，所述状态量x包括节点电压的幅值V和相角θ；根据所述电力系统的网络参数得到节点导纳矩阵；

步骤3、从所述电力系统中获取遥测数据z，包括：电压幅值、节点注入有功功率、节点注入无功功率、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；所述遥测数据z即为电力系统状态估计的量测量；

步骤4、根据量测仪表的精度，计算各量测量的权重；

步骤5、取中间变量y，令：

式(1)中，n为系统的节点个数；V_i，V_j分别为节点i、节点j的电压幅值，θ_ij为连接节点i和节点j的支路两端相角差，θ_ij＝θ_i-θ_j，θ_i、θ_j分别为节点i、节点j的电压相角；

步骤6、根据所述节点导纳矩阵计算雅克比矩阵C；

步骤7、根据所述雅克比矩阵C，计算对角阵S_r和矩阵Q，所述对角阵S_r用于对雅克比矩阵C的行向量进行尺度缩放，所述矩阵Q用于对雅克比矩阵进行旋转变换；

步骤8、利用内点法求解式(2)得到中间变量y：

式(2)中，是对y进行旋转后得到的矩阵，w为权重矩阵，是对角元素为各量测量权重的对角矩阵，l，u为松弛变量，且l,u≥0；

步骤9、对中间变量y进行非线性变换，获得如式(3)所示变换后的中间变量y′：

步骤10、根据所述变换后的中间变量y′，利用内点法求得中间变量x′＝[lnV θ]^T；步骤11、利用式(4)得到所述状态量x，从而实现电力系统状态估计：

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明通过对雅克比矩阵进行尺度缩放及坐标系线性变换的方法实现对杠杆量测的抗差估计，与传统的双线性WLAV状态估计相比，对杠杆量测坏数据有更好的抗差能力。

2、考虑到对杠杆点坏数据缺乏抗差能力是WLAV抗差估计的主要缺陷之一，本发明通过雅克比矩阵的尺度缩放来实现双线性WLAV状态估计方法对长短支路导致的支路杠杆点量测抗差能力的改进，进一步通过坐标系线性变换的方法实现对连接长短支路的杠杆点注入量测的抗差估计，该方法在不剔除杠杆量测坏数据的情况下改进对其的抗差能力，不会影响电网可观测性。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明采用的线路π形等值电路图。

具体实施方式