[发明专利]考虑稀疏性的智能配电网潮流雅可比矩阵鲁棒估计方法

说明书

一种考虑稀疏性的智能配电网潮流雅可比矩阵鲁棒估计方法，包括：1)获取配电网的节点数并编号；2)获取同步相量量测装置的量测数据；3)构造传感矩阵，令潮流雅可比矩阵的行号m＝1；4)求最小二乘解作为估计解；5)判断若迭代终止条件成立，则进入步骤8)；否则进入步骤6)；6)求解最小化相关熵模型作为估计解；7)迭代终止条件成立，则进入步骤8)；否则，更新传感矩阵列号索引集合，返回步骤6)；8)判断是否完成雅可比矩阵所有行的估计，是则输出估计结果，否则m＝m+1，返回步骤4)。本发明在利用潮流雅可比矩阵稀疏性的同时，有效避免量测中坏数据对估计结果的不良影响，在量测中含有坏数据的情况下，仍然能够保证估计的精确性。

技术领域

本发明涉及一种配电网潮流雅可比矩阵估计方法。特别是涉及一种考虑稀疏性的智能配 电网潮流雅可比矩阵鲁棒估计方法。

背景技术

大规模可再生能源接入配电网，其出力的随机性、波动性给配电网的运行监视与控制提 出了更高的要求。为提高配电网消纳新能源的水平，传统的配电网逐步发展为智能配电网。 潮流雅可比矩阵是分析配电网运行状态、对配电网进行优化控制的重要参数，精确的获取潮 流雅可比矩阵是对配电网进行运行态势分析和决策控制的重要前提和基础。而目前通过离线 潮流计算获取潮流雅可比矩阵的方式，受到配电网线路参数难以精确获得、拓扑连接关系更 新不及时和电网运行点难以追踪等问题的影响，其精确性和可信度受到极大制约。

同步相量量测技术的发展与应用，不仅提高了电力系统的可观测性，也为配电网的运行 控制提供了新的依托和手段。尤其是随着微型同步相量量测装置的开发和技术革新，面向配 电网对量测数据的需求，在保证量测精度的同时，逐步实现了同步相量量测装置的小型化和 低成本，使得其大范围的应用于配电系统成为可能。

利用同步相量量测装置的实时量测数据和多时间断面的历史量测数据，通过最小二乘估 计方法可以实现潮流雅可比矩阵的在线估计，实时追踪配电网的运行状态，大大降低了潮流 雅可比矩阵计算对线路参数、拓扑连接关系等信息的依赖性，有效的保证了参数估计计算的 准确性。尤其是，利用潮流雅可比矩阵的稀疏性可以有效减少估计问题对量测的依赖性，同 时提高雅可比矩阵估计的精度。

利用压缩感知技术，将原始的雅可比矩阵估计问题转换为稀疏恢复问题，可以利用雅可 比矩阵的稀疏性，以较少量测实现雅可比矩阵的高精度估计。针对稀疏恢复问题，采用贪婪 算法是求解的有效手段。现有的稀疏恢复算法和核心思想为不断的迭代求解最小二乘解，直 至找到满足设定估计精度的解，作为估计的最优解。然而，最小二乘估计对于坏数据具有高 度的敏感性，如果量测数据中含有坏数据，将会造成估计结果严重偏离真实值。虽然通过同 步相量量测装置能够获取高精度的量测数据，但是由于数据采集、转换与通信等环节的影响， 量测数据中仍然可能含有坏数据，从而造成估计结果不可用，因此需要提出更加鲁棒的稀疏 恢复算法对潮流雅可比矩阵进行估计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种以较少的量测实现智能配电网潮流雅可比矩阵 的考虑稀疏性的智能配电网潮流雅可比矩阵鲁棒估计方法。

本发明所采用的技术方案是：一种考虑稀疏性的智能配电网潮流雅可比矩阵鲁棒估计方 法，包括如下步骤：

1)获取配电网的节点数，将源节点编号设为0，其他节点依次编号设为1,…,i,…,N，输 入网络最大度的保守估计值d_max，设定残差阈值ε及最大迭代次数M、历史量测数据需求组数 C；

2)获取系统各节点安装的同步相量量测装置所采集的当前时刻有功功率、无功功率、电 压幅值和电压相角的量测数据，以及各节点C个历史时刻的量测数据；

3)将每个节点C个历史时刻的量测数据分别与当前量测值做差，每个节点得到C个有功 功率、无功功率、电压幅值和电压相角的变化量，利用节点1～节点N电压和幅值的变化量构 造传感矩阵，初始化潮流雅可比矩阵的行号m＝1；