[发明专利]一种基于边界融合的电网状态估计系统及方法

权利要求书

1.一种基于边界融合的电网状态估计方法，采用一种基于边界融合的电网状态估计系统实现，该系统包括电网数据采集模块、通信模块及数据融合模块：

所述电网数据采集模块，包括若干个与划分区域的个数相同的数据采集单元，用于获取各节点的量测量，包括各节点的有功功率和无功功率、各支路的功率；

所述通信模块，包括若干个与划分区域的个数相同的数据传输单元，通过数据传输器将数据采集单元采集到的数据传输到数据融合模块；

所述数据融合模块，包括本地数据单元和状态估计单元；所述本地数据单元，用于存储电网网络线路参数及支路-节点关联矩阵；所述状态估计单元，包括存储器和显示器；所述存储器存储有计算机可执行的基于边界融合的状态估计程序，该程序被执行以便实现基于边界融合的电网状态估计；所述显示器用于显示基于边界融合的状态估计程序运行输出的状态估计值；

其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1、通过对区域电网的划分，将各区域节点分为边界节点和内部节点；对区域电网的划分方法具体为：

以节点撕裂法初步将电网划分为N个区域，得到区域集合为K＝{1,2,…,N}，N≥2；在各区域增加一个或数个节点使相邻区域间有一条公共支路，完成区域划分；根据区域的划分，各节点也被分为区域的内部节点和边界节点，边界节点为公共支路上的节点；

步骤2、通过各区域的数据采集单元获取各区域中全部节点的量测数据，包括各节点的有功功率和无功功率、各支路的功率；由数据传输单元通过数据传输器将数据采集单元采集到的数据传输到数据融合模块；

步骤3、对各个区域电网，根据支路功率和节点电压幅值关系对划分后的区域建立量测方程，引入中间变量，根据划分好的节点类型分别求取内部量和边界量；具体方法为：

对于子区域m、根据支路功率和节点电压幅值关系对划分后的区域m建立量测方程，如下式所示：

Z_m＝Ay_m+e＝A[y_{m_in} Bond_{m_ab}]^T+e；

其中，Z_m为区域m的量测量；A为常数矩阵；e为量测误差向量；y_m为中间变量；y_{m_in}为区域m的内部量；a、b为区域m、n公共支路上的节点；Bond_{m_ab}为区域m的边界量，其形式如下：

其中，V_a、V_b分别为a、b的节点电压；θ_ab＝θ_a-θ_b，为两节点a、b的相角差；

对于区域n，边界量为Bond_{n_ba}，其形式如下：

其中，θ_ba＝θ_b-θ_a，为两节点b、a的相角差；

步骤4、对于相邻区域，构建融合矩阵，运用智能算法对两区域的边界量进行融合，并用融合后的值替换原边界值；

步骤5、对各个区域，对修正后的中间变量进行非线性变换，再以最小二乘法求取其状态变量的估计值；

步骤6、输出全部状态变量估计值。