[发明专利]基于同步相量量测的电力系统状态估计不良数据处理方法

摘要

本发明提出一种基于同步相量量测的电力系统状态估计不良数据处理方法，属于电力系统状态估计领域，用于处理同步相量测量单元的不良数据。该方法获取电网一个时间断面的全部同步向量测量单元的量测值建立测量集，得到表示测量集和状态量之间线性关系的量测方程；通过电力系统线性状态估计得到电力系统的状态估计量；计算测量集的估计值和测量残差向量；利用测量残差向量，计算测量集中每个量测值对应的不良数据指标和不良数据判断阈值；当所有量测值的不良数据指标均小于其对应的不良数据判断阈值时，表明没有不良数据，输出电力系统状态估计量，不良数据处理结束。本发明利用测量残差估计实际测量误差进行不良数据检测，方法可靠简单，准确度高。

主权项

1.一种基于同步相量量测的电力系统状态估计不良数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取电网一个时间断面的全部同步向量测量单元的量测值，包括电压相量的量测值和电流相量量测值，建立测量集Y；测量集Y为一个复数向量，当测量集Y中的所有量测值均为同步相量时，根据电网物理模型，测量集Y和状态量X之间为线性关系，量测方程写成如式(1)所示的矩阵形式：Y＝AX+ε  (1)其中，A为节点‑支路导纳矩阵；假设测量集Y中同步相量测量单元量测值的个数为m，状态量X的状态个数为n，则秩rank(A)＝n，ε为测量误差向量；2)进行电力系统线性状态估计，采用加权最小二乘法求解电力系统的状态估计量，表达式如式(2)所示：X_e＝(A^HW^CWLSA)^‑1A^HW^CWLSY  (2)其中，W^CWLS是m×m阶权重矩阵，为实对角矩阵；3)根据步骤2)得到的状态估计量X_e和量测方程式(1)计算测量集的估计值Y_e和测量残差向量r；测量集的估计值Y_e表达式如下：Y_e＝AX_e  (3)测量残差向量r，表达式如下：r＝Y‑Y_e  (4)同时，测量残差向量r表示为：其中为残差灵敏度矩阵，Y_T表示测量集的真值，I表示单位矩阵；根据式(5)，测量误差向量的表达式更新为：其中δ_Y表示估计误差向量；4)计算测量集Y中第i个量测值对应的不良数据指标R_i，i＝1,2,……，m，表达式如下：其中，<,>表示复向量空间中向量的点乘运算，[.]_i表示矩阵[.]的第i列，δ_Yi，r_i分别表示δ_Y和r的第i个分量；计算第i个量测值所对应的不良数据判断阈值，表达式如下：其中，k_i表示可靠系数，a_i和b_i分别表示第i个量测值的幅值最大量测误差和相角最大量测误差，Z_i表示第i个量测值的幅值；5)重复步骤4)，计算得到所有同步向量测量单元量测值的不良数据指标及其对应的不良数据判断阈值，并进行判定：如果所有同步向量测量单元量测值的不良数据指标R_i均小于其对应的不良数据判断阈值，则说明此次状态估计所用的测量集Y中没有不良数据，输出步骤2)计算得到的电力系统状态估计量，不良数据处理结束；否则将所有R_i指标超过其对应不良数据判断阈值的量测值标记为可疑数据，进入步骤6)；6)将步骤5)得到的所有可疑数据按照其对应的R_i指标从大到小的顺序进行排列，将对应的R_i指标最大的可疑数据标记为不良数据，并且将不良数据从测量集Y中剔除；7)重新返回步骤2)，经过步骤6)处理得到的新的测量集重新进行电力系统状态估计，直到测量集中没有不良数据时，输出电力系统状态估计量，不良数据处理结束。