一种考虑大规模风电接入的抗差状态估计方法

摘要

本发明提供一种考虑大规模风电接入的抗差状态估计方法，即精细化抗差最小二乘状态估计计算方法。借鉴IGG(Institute of Geodesy&Geophysics,Chinese Academy of Sciences)法的权函数分区方法，在权函数中引入量测类型基准值对风电场量测进行精细化坏数据辨识，同时利用状态估计量测预校验信息引入坏数据参考因子，解决设备参数导致的坏数据误判问题。该方法在状态估计计算过程中可动态调整坏数据权重，消除其带来的残差污染问题，提高大规模风电接入电网的状态估计精度。

主权项

一种考虑大规模风电接入的抗差状态估计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：读取电网模型和SCADA实时量测数据，进行网络拓扑分析，通过拓扑分析将物理电网模型转化成母线‑支路计算模型；步骤2：进行量测预校验；步骤3：状态估计一次迭代求解；步骤4：一次迭代完成后，进行坏数据检测并处理；步骤5：根据状态估计一次迭代求解的过程进行状态估计二次迭代求解；步骤6：判断状态估计二次迭代求解是否满足计算收敛条件，若收敛则输出状态估计不良数据和可疑数据；步骤7：输出状态估计计算结果；所述步骤3具体包括以下步骤：步骤3‑1：根据支路电抗形成节点导纳矩阵，针对各有功量测，并结合节点导纳矩阵建立矩阵B_a，其元素取支路电抗的倒数，计算系数矩阵A，有：$A=v_0^4\left[{(-B_a)}^T{R}_a^{-1}(-B_a)\right]---\left(1\right)$其中，系数矩阵A为n_a×n_a阶P‑θ类常数雅克比矩阵，且其为对称矩阵；v₀为系统参考节点电压，R_a为有功加权对角阵；针对各无功量测量，并结合节点导纳矩阵建立矩阵B_r，其元素取支路导纳的虚部，计算系数矩阵B，初始化所有节点电压幅值为1，节点相角为0，设置迭代次数l＝1；有：$B=v_0^2\left[{(-B_r)}^T{R}_r^{-1}(-B_r)\right]---\left(2\right)$其中，系数矩阵B为n_r×n_r阶P‑V类常数雅克比矩阵，且其为对称矩阵；R_r为无功加权对角阵；步骤3‑2：将当前节点电压幅值v^(l)和相角θ^(l)代入下式，计算相角修正方程常数项a^(l)；有：$a^{\left(l\right)}=v_0^2{(-B_a)}^T{R}_a^{-1}[z_a-h_a(v^{\left(l\right)},{\theta }^{\left(l\right)})]---\left(4\right)$其中，z_a为有功量测矢量；h_a(v^(l),θ^(l))为关于v^(l)和θ^(l)量测方程；求解相角修正方程AΔθ^(l)＝a^(l)，得到相角修正矢量Δθ^(l)，判断是否满足相角修正矢量最大值|Δθ^(l)|_max小于或等于有功收敛精度；若不满足，则计算θ^(l+1)＝θ^(l)+Δθ^(l)，若满足，则有功收敛标志为1；步骤3‑3：将当前节点电压幅值v^(l)和相角θ^(l)代入下式，计算电压幅值修正方程常数项b^(l)，有：$b^{\left(l\right)}=v_0{(-B_r)}^T{R}_r^{-1}[z_r-h_r(v^{\left(l\right)},{\theta }^{\left(l\right)})]---\left(5\right)$其中，z_r为无功量测矢量；h_r(v^(l),θ^(l))为关于v^(l)和θ^(l)量测方程；求解电压幅值修正方程BΔv^(l)＝b^(l)，得到电压幅值修正矢量Δv^(l)，判断是否满足电压幅值修正矢量最大值|Δv^(l)|_max小于或等于无功收敛精度，若不满足，则计算v^(l+1)＝v^(l)+Δv^(l)，若满足，则无功收敛标志为1；步骤3‑4：判断有功收敛标志和无功收敛标志是否都为1，若都为1则状态估计迭代收敛；否则使l＝l+1，判断l是否达到最大迭代次数，若达到则迭代不收敛，则计算结束，若未达到最大迭代次数，则返回步骤3‑2继续计算；所述步骤4包括以下步骤：步骤4‑1：根据状态估计一次迭代求解的结果计算所有遥测数据估计值残差v_i，其中v_i＝量测值‑估计值；步骤4‑2：根据抗差状态估计权函数的分区，将遥测分为保权区量测、降权区量测和淘汰区量测；步骤4‑3：根据量测预校验得到的预校验信息计算降权区量测和淘汰区量测的坏数据参考因子R_f；步骤4‑4：计算降权区量测权重和淘汰区量测权重，保权区量测权重不变；步骤4‑5：根据步骤4‑4计算得到降权区量测权重和淘汰区量测权重，重新形成有功加权对角阵和无功加权对角阵，并按式(1)和(2)重新计算得到快速分解法状态估计的系数矩阵A和B。