[发明专利]一种处理量测断面时延的电力系统动态状态更新方法

摘要

本发明公开了一种处理量测断面时延的电力系统动态状态更新方法，在电力系统动态状态估计的基础上利用时延的量测断面修正最新的状态滤波值。首先，利用当前动态状态滤波值进行倒推，计算时延量测断面下的状态倒推值。接着，计算状态倒推值误差的协方差、当前状态滤波值与状态倒推值误差的交叉协方差，计算当前状态滤波值的协方差。然后，计算时延断面下的状态滤波值的协方差以及量测值协方差，并计算两者的交叉协方差。最后，利用时延断面量测值和状态倒推值，计算状态更新值，并计算状态更新值的协方差。本发明由于在动态状态估计计算过程中处理了由量测断面时延的问题，从而在发生量测时延时提高了动态状态估计的精度。而且易于与已有的动态状态估计软件相结合。

主权项

一种处理量测断面时延的电力系统动态状态更新方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)读取k‑1量测断面中的数据，包括：电网模型参数以及前一断面的电力系统动态估计值，并在k‑1量测断面下进行动态估计，求得状态滤波值xk‑1|k‑1，最优滤波增益矩阵kk‑1，最优滤波方差阵Pk‑1|k‑1；(2)当k量测断面数据未按时传输到达时，在k+1量测断面下，利用k‑1量测断面的状态滤波值计算当前的状态预测值xk+1|k‑1和状态滤波值xk+1|k+1；(3)计算状态倒推关联矩阵：Fk|k+1=Fk+1|k-1]]>Fk为状态转移矩阵，对于k时刻到k+1时刻为Fk+1|k；利用xk+1|k‑1计算时延量测断面下状态倒推值：x^k|k+1=E(xk|Zk+1)=ΔFk|k+1(x^k+1|k+1-Qk+1,kHk+1′(Hk+1Pk+1|k-1Hk+1′+Rk+1)vk+1)=Fk|k+1E(xk+1-vk+1|k|Zk+1)]]>Zk为量测向量，xk为状态向量，Hk为量测雅克比矩阵，vk为量测噪声，且ωk，vk设定为零均值的正态白噪声序列，两者协方差矩阵分别为Qk，Rk；在实际计算中，为了提高计算效率，简化为：x^k|k+1′=(x^k+1|k+1+x^k-1|k-1)2]]>(4)计算k+1量测断面下状态倒推值误差的协方差：cov(vk+1,k|Zk+1)=ΔPk+1,k|k+1vv=Qk+1,k-Qk+1,kHk+1′Sk+1-1Hk+1Qk+1,k]]>式中，vk+1,k|Zk+1的协方差为Sk+1为量测预测协方差；同时，计算当前状态滤波值与状态倒推值误差的交叉协方差：cov(xk+1,vk+1,k|Zk+1)=ΔPk+1,k|k+1xv=Qk+1,k-Pk+1,k-1Hk+1′Sk+1-1Hk+1Qk+1,k]]>xk+1和vk+1,k的交叉协方差为在此基础上计算当前状态滤波值的协方差Pk+1|k+1：cov(xk+1|Zk+1)=ΔPk+1|k+1=Pk+1|k-1-Pk+1|k-1×Hk+1′Sk+1-1Hk+1Pk+1|k-1]]>(5)结合步骤(4)中得到的各协方差值，计算时延断面下的状态滤波值的协方差Pk|k+1：cov(xk|Zk+1)=ΔPk|k+1=Fk,k+1[cov(xk+1|Zk+1)+cov(vk+1,k|Zk+1)-cov(xk+1,vk+1,k|Zk+1)-cov(xk+1,vk+1,k|Zk+1)′]Fk,k+1′=Fk,k+1[Pk+1|k+1+Pk+1,k|k+1vv-Pk+1,k|k+1xv-Pk+1,k|k+1′xv]Fk,k+1′]]>同时，计算时延断面的量测值协方差：cov(zk|Zk)=ΔSk=HkPk|k+1Hk′+Rk]]>在此基础上，计算此两者的交叉协方差cov(xk+1,zk|Zk+1)=ΔPk+1,k|k+1xz=cov[xk+1,HkFk,k+1(xk+1-vk+1,k)+wk|Zk+1]=(Pk+1|k+1-Pk+1,k|k+1xv)Fk,k+1′Hk′]]>xk+1与zk的交叉协方差为(6)利用时延的k断面量测数据和状态倒推值，在已步骤(4)和(5)中已求得的协方差计算基础上计算状态更新值x^k+1|k=x^k+1|k+1+Pk+1,k|k+1xzSk-1(zk-h(x^k|k+1))]]>最后，计算状态更新值的协方差Pk+1|k：Pk+1|k=Pk+1|k+1-Pk+1,k|k+1xzSk-1Pk+1,k|k+1xz′.]]>