[发明专利]一种电热综合能源系统的双层抗差状态估计方法和系统

说明书

本发明提供了一种电热综合能源系统的双层抗差状态估计方法，包括：获取电热综合能源系统电力系统量测量和热力系统量测量；所述热力系统量测量包括水力网络量测量和热力网络量测量；将电力系统量测量、水力网络量测量，输入电力系统水力网络状态估计模型，得到电力系统状态变量估计值和水力网络状态变量估计值及水力网络支路流量和节点注入流量估计值；将水力网络支路流量和节点注入流量估计值及热力网络量测量，输入热力网络状态估计模型，得到热力网络状态变量估计值，本发明热力网络状态估计模型考虑节点间温度约束和热功率量测构建，等效地增加了热力网络部分的量测冗余度，提高热力网络部分状态变量估计值的准确性。

技术领域

本发明属于综合能源状态评估领域，具体涉及一种电热综合能源系统的双层抗差状态估计方法和系统。

背景技术

综合能源系统被认为是未来人类社会能源应用的主要形式。随着各类能源转化设备(如热电联产CHP，热电联产是指利用化石燃料、余能、可再生能源、电能等多种方式同时产生电能和可用的热量)的应用与发展，各种形式的能源(如电能、热能、天然气能等)的耦合逐渐增强。其中，电能与热能的耦合是综合能源系统的主要应用形式之一。为了实现对电-热综合能源系统(Integrate Electricity-Heat System，IEHS)的全面与精确地感知，需要一套面向IEHS的状态估计(StateEstimation，SE)方法，从而为相应的能量管理系统EMS提供可信的熟数据，实现对IEHS的统一管理与科学调度。

状态估计及其技术在电力系统中的研究已较为成熟，而在热力系统中的应用仍是一个正在进行的研究。《面向电-热综合能源系统的双线性抗差状态估计方法》中提出了一种面向IEHS的双线性抗差状态估计方法。首先，通过引入辅助状态变量与量测量，实现了IEHS的量测方程线性化；其次，建立了基于加权最小绝对值WLAV的SE模型，通过求解该模型，得到辅助变量的估计值；最后，通过一次非线性变换与一次线性加权最小二乘法WLS，求得IEHS原始状态变量的估计值。该方法无需非线性迭代，计算效率高，同时对于多不良数据辨识能力较强。然而，该方法存在以下问题：热力系统建模时未考虑节点温度间约束关系及热功率量测，导致热力系统状态变量估计值的误差相对较大；由于辅助变量的引入，使得电力系统状态变量的个数等效增加，而量测量个数不变，从而导致在求解过程中损失了部分量测冗余度。因此，如何提高当前电-热综合能源系统状态估计的准确性是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种电热综合能源系统的双层抗差状态估计方法，包括：

获取电热综合能源系统的电力系统量测量和热力系统量测量；其中所述热力系统包括：水力网络和热力网络，所述热力系统量测量包括水力网络量测量和热力网络量测量；

将所述电力系统量测量、水力网络量测量，输入预先构建的电力系统水力网络状态估计模型，得到电力系统状态变量节点电压幅值估计值、节点相角估计值和水力网络状态变量节点压强头估计值及水力网络支路流量估计值和节点注入流量估计值；

将所述水力网络支路流量估计值和节点注入流量估计值及热力网络量测量，输入预先构建的热力网络状态估计模型，得到热力网络状态变量节点供热温度估计值和节点回热温度估计值；

所述热力网络状态估计模型考虑热力网络节点间的温度约束及热功率量测构建。

优选的，电力系统水力网络状态估计模型的构建，包括：

基于设定的第一辅助状态变量和第一辅助量测量确定电力系统线性量测方程；

基于设定的第二辅助状态变量和第二辅助量测量确定水力网络线性量测方程；

基于所述电力系统线性量测方程、水力网络线性量测方程和电力系统与热力系统耦合节点的耦合方式，构建电力系统、水力网络的统一线性量测模型；