混合二次規(guī)劃形式的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種混合二次規(guī)劃形式的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計方法，可以包括以下步驟：形成網(wǎng)絡(luò)模型，計算節(jié)點導納矩陣及支路-節(jié)點關(guān)聯(lián)矩陣；對量測矢量和狀態(tài)矢量進行變換，得到中間量測矢量和中間狀態(tài)矢量；基于中間量測矢量和中間狀態(tài)矢量，形成精確線性化的量測方程；基于前面得到的線性化量測方程，提出混合二次規(guī)劃形式的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計模型，然后利用CPLEX軟件求解，得到中間狀態(tài)矢量的估計值，在此過程中同時辨識不良數(shù)據(jù)、拓撲錯誤和參數(shù)錯誤；以及對得到的中間狀態(tài)矢量進行逆變換，得到所有節(jié)點的電壓幅值和相角的估計值。該方法具有準確可靠，求解效率高的優(yōu)點。
【專利說明】混合二次規(guī)劃形式的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化領(lǐng)域，具體涉及一種混合二次規(guī)劃形式(mixed-1nteger quadratic programming, MIQP)的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)狀態(tài)估計是電網(wǎng)調(diào)度中心必不可少的基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)，是電網(wǎng)安全運行的保障。電力系統(tǒng)狀態(tài)估計需要根據(jù)遙測數(shù)據(jù)、遙信給出的開關(guān)和刀閘狀態(tài)及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)估計得到一個最優(yōu)的狀態(tài)矢量(即狀態(tài)變量)，以實現(xiàn)對電網(wǎng)的全面、實時和精確感知。
[0003]由于種種原因，遙測數(shù)據(jù)、遙信數(shù)據(jù)中和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)總含有壞數(shù)據(jù)，而已有狀態(tài)估計方法在進行狀態(tài)矢量估計的同時往往假定拓撲和參數(shù)正確，并帶有不良數(shù)據(jù)辨識功能；也有同步進行不良數(shù)據(jù)和拓撲錯誤辨識或同步進行不良數(shù)據(jù)和參數(shù)錯誤辨識的研究。國外學者提出了可同時進行不良數(shù)據(jù)辨識、拓撲錯誤辨識和參數(shù)錯誤辨識的綜合狀態(tài)估計方法，但其計算效率較低，尚不具有實用價值。因此，到目前為止，尚缺乏高效的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計實現(xiàn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。
[0005]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種準確可靠、求解效率高的混合二次規(guī)劃形式的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實施例的混合二次規(guī)劃形式的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計方法，可以包括以下步驟:A.形成網(wǎng)絡(luò)模型，計算節(jié)點導納矩陣及支路-節(jié)點關(guān)聯(lián)矩陣；B.對量測矢量和狀態(tài)矢量進行變換，得到中間量測矢量和中間狀態(tài)矢量；C.基于中間量測矢量和中間狀態(tài)矢量，形成精確線性化的量測方程；D.基于步驟C得到的線性化量測方程，提出混合二次規(guī)劃形式的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計模型，然后利用CPLEX軟件求解，得到中間狀態(tài)矢量的估計值，在此過程中同時辨識不良數(shù)據(jù)、拓撲錯誤和參數(shù)錯誤；以及
E.步驟D得到的中間狀態(tài)矢量進行逆變換，得到所有節(jié)點的電壓幅值和相角的估計值。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的混合二次規(guī)劃形式的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計方法，至少具有以下優(yōu)點:1)本模型僅需要求解混合二次規(guī)劃問題，從理論上可以保證得到全局最優(yōu)解；
2)在進行狀態(tài)矢量估計的同時，可進行不良數(shù)據(jù)辨識、參數(shù)錯誤辨識和拓撲錯誤辨識；3)可用商業(yè)軟件CPLEX進行求解，求解效率高，適宜于在線應(yīng)用。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的混合二次規(guī)劃形式的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計方法還可以具有如下附加技術(shù)特征:
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟A具體包括:將網(wǎng)絡(luò)中所有的線路和變壓器等效為π型支路ij，記yfl/CTij+jXiPzgs+jb,為31型支路ij的串聯(lián)電納，Aj+jXij為31型支路ij的串聯(lián)阻抗值，b。為Ji型支路ij的接地電納，其中，若型支路ij為變壓器支路，則b。=。且k為理想變壓器的變比，若π型支路ij為普通線路，則k=l，并聯(lián)的多條支路等效為一條支路；在等效后的電路中，記gij=gs/k, bij-byk, gsi=(l-k) gs/k2, bsi=(l_k)bs/k2+bc/2, gsj=(k-l)gs/k, bsj= (k-1) bs/k+bc/2 ;計算節(jié)點導納矩陣 Y=G+jB, G 和 B 分別為節(jié)點導納矩陣的實部和虛部，然后計算支路-節(jié)點關(guān)聯(lián)矩陣A= {au} (I≤i≤b，I≤j≤N-1),
11如*:節(jié)點jfeicai的發(fā)端擎點其中Sij定義為:％ = -1如果節(jié)戍i是支路i的收_節(jié)點?
[OKflb
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟B具體包括:選取中間狀態(tài)矢量為
【權(quán)利要求】
1.一種混合二次規(guī)劃形式的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計方法，其特征在于，包括以下步驟: A.形成網(wǎng)絡(luò)模型，計算節(jié)點導納矩陣及支路-節(jié)點關(guān)聯(lián)矩陣； B.對量測矢量和狀態(tài)矢量進行變換，得到中間量測矢量和中間狀態(tài)矢量； C.基于中間量測矢量和中間狀態(tài)矢量，形成精確線性化的量測方程； D.基于步驟C得到的線性化量測方程，提出混合二次規(guī)劃形式的電力系統(tǒng)綜合狀態(tài)估計模型，然后利用CPLEX軟件求解，得到中間狀態(tài)矢量的估計值，在此過程中同時辨識不良數(shù)據(jù)、拓撲錯誤和參數(shù)錯誤；以及 E.步驟D得到的中間狀態(tài)矢量進行逆變換，得到所有節(jié)點的電壓幅值和相角的估計值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A具體包括: 將網(wǎng)絡(luò)中所有的線路和變壓器等效為η型支路1_，記73=1/(1^+払3=&+此3為π型支路ij的串聯(lián)電納，ru+jxu為型支路ij的串聯(lián)阻抗值，b。為型支路ij的接地電納，其中，若η型支路ij為變壓器支路，則b。=。且k為理想變壓器的變比，若π型支路ij為普通線路，則k=l，并聯(lián)的多條支路等效為一條支路； 在等效后的電路中，記 gij=gs/k, bij-byk, gsi=(l-k) gs/k2, bsi= (1-k) bs/k2+bc/2,gsj=(k-l)gs/k, bSJ=(k-l)bs/k+bc/2 ； 計算節(jié)點導納矩陣Y=G+jB，G和B分別為節(jié)點導納矩陣的實部和虛部，然后計算支路-節(jié)點關(guān)聯(lián)矩陣A={aij} (1≤i≤b，1≤j≤N-1)，其中aij定義為:

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟B具體包括:選取中間狀態(tài)矢量為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟C具體包括：設(shè)J e RmX(N+2b)為雅可比矩陣，其中，節(jié)點電壓幅值量測的平方對應(yīng)的雅可比矩陣元素為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟D具體包括：D1.考慮到量測量的不確定性，將所述步驟C中的精確線性化量測方程y=JX+T改寫為 不等式
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟E具體包括:




利用所述中間狀態(tài)矢量X的估計值文，根據(jù)
【文檔編號】G06F19/00GK103593566SQ201310567029
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】陳艷波, 劉鋒, 梅生偉, 馬進, 于普瑤 申請人:華北電力大學, 清華大學