基于异步迭代模式的电力系统分布式状态估计计算方法

摘要

基于异步迭代模式的电力系统分布式状态估计计算方法,属于电力系统运行和控制技术领域。建立子系统本地及协调层计算模型：将互联系统通过联络线划分为多个子系统，子系统之间联络线及其两端的节点成为相邻子系统间的边界重叠区域，在其两端重复建模；建立基于等值网等值量测修正思想的边界节点状态量不动点迭代格式；基于异步迭代模式的分布式状态估计：计算量测标准化残差，使用估计辨识方法辨识本地坏数据，使用估计辨识结果直接对状态估计计算出的本地节点状态量进行修正，并将修正后的边界节点状态量发送至协调层。本发明解决了现有分布式状态估计中靠近边界地区中存在坏数据不易辨识的问题，所有的计算步骤易于实现，算法简单，效率较高。

主权项

基于异步迭代模式的电力系统分布式状态估计计算方法，其特征在于，该方法步骤如下：1)建立子系统计算系统结构及协调层；a)建立分布式计算系统结构：参与分布式状态估计计算的是各地区控制中心的EMS/DTS系统，子系统通过联络线进行互联，构成互联大系统，子系统之间相互独立；对与子系统Si，其外部网络细节尽管存在，但不在本子系统控制中心的监控范围内，因此，在研究该子系统时，将外网的细节用等值模型代替；同时，为了保证分布式计算的结果正确，当参与计算的子系统较多时，需要建立一个协调层来协调各个子系统的计算，同时管理各子系统间的数据通讯；b)建立子系统计算模型：对于子系统Si，互联系统通过联络线拆分被划为内部节点集I、外部节点集E和边界节点集B；在子系统Si中建立本地网络状态方程，子系统使用扩展ward等值方法，将内网部分等值到内边界节点，并将等值信息送至协调层；协调层根据所有子系统的内网等值信息计算出各子系统的外网等值信息，发送给各子系统，各子系统建立本地计算模型；c)建立协调层计算模型：建立虚拟的协调层M，在协调层M中对各子系统间联络线进行详细建模；协调层负责接收所有子系统的内网等值信息，在此基础上计算各子系统对应的外网等值参数，并下发给各子系统；2)建立基于等值网等值量测修正思想的边界节点状态量不动点迭代格式；a)构造边界节点状态量的不动点迭代格式：参与分布式状态估计的各非目标子系统本地估计时，采用经修正后的内网实际量测信息，目标子系统采用本地内网量测原值，各子系统的外网采用扩展ward等值模型，等值网上的所有等值量测由异步迭代过程中的边界节点状态量和等值网参数计算得出；因此当目标子系统内网量测数据不变时，将子系统本地估计结果看作外网等值模型上的所有等值量测集合的隐函数，而等值量测是由经合并后的本地上一次状态估计出的边界节点状态量计算而来；基于此构造出关于边界节点状态量的不动点迭代格式；b)计算子系统合并参数：子系统计算不动点迭代方程中所需的信息矩阵逆矩阵信息，发送至协调层，协调层向子系统转发相邻子系统的信息逆矩阵对角元素信息；子系统根据本地和相邻子系统信息逆矩阵的对角元素信息，计算本地边界地区不动点迭代方程中的合并参数；子系统根据计算的合并参数信息，建立边界节点状态量不动点迭代格式；3)采用异步迭代模式进行分布式状态估计；a)相角合并：子系统向协调层发送本地边界节点状态量，同时协调层向各子系统转发与其相邻子系统边界节点的状态量；各子系统分别采用本网参考节点，对相邻子系统传送过来的边界节点相角按照相角合并原则进行修正；所述相角合并原则指的是以目标子系统的相角为参考相角，将其他子系统送过来的相角采用与参考相角差平均值的方法进行修正；b)检测子系统收敛情况：子系统在完成相角修正后，检测本地与相邻子系统相同边界节点状态量之间是否满足计算收敛条件，如果满足，则分布式状态估计的外层迭代过程完成，计算结束，子系统输出本地各节点状态量信息，如不满足收敛条件，则继续进行下述计算；这里的收敛条件是指相邻子系统的相同边界节点状态量差值在规定精度范围内，相角精度为10‑3rad，幅值精度为10‑3；c)子系统状态估计：子系统根据合并参数信息、本地和相邻子系统边界节点的电压幅值相角，计算本地边界区域新的节点状态量，采用边界节点状态量和外网等值参数信息进行等值网量测计算，获得经外网修正后等值网量测信息；子系统使用本地网络参数、内网量测信息、外网等值参数信息、等值网量测信息及量测权重信息进行本地状态估计计算；4)坏数据辨识；子系统根据计算出的节点状态量进行本网坏数据的检测，若不存在坏数据转步骤3)，进行下一轮节点状态量的分解协调计算；若存在，按标准化残差rN幅值大小顺序初步将本地量测分为可疑量测集和正常量测集，使用估计辨识方法辨识本地坏数据。