基于馈线树的配网状态估计实用化方法

配网状态估计是其他高层应用软件的基础,量测充足系统可观测是状态估计的根本。针对配网系统量测冗余少且大多为电流量测的问题,提出根据配网运行参量间的关系把电流量测转化成状态估计所需的有功、无功量测,增加配网状态估计伪量测。提出利用配网辐射状特性形成馈线树,采用链表存储配网设备间的供电关系,利用前推回推方式补足伪量测。推导最优估计的电流匹配的方程及其求解方法,结合某城区配网实例进行分析,表明方法可行,该方法满足当前配电网自动化系统的实时需求。     

一种配电网状态估计实用快速算法

为了解决配电网状态估计规模大、求解困难的问题,提出一种配电系统量测区域分解方法,将配电网中各馈线分解成多个量测区域,使得分解后各个区域之间解耦,并且对系统中数量庞大的负荷进行分组合并,进一步降低问题求解难度。针对配电系统中量测特点,构建了基于量测变换和零注入约束的状态估计算法。该算法可以充分利用各种量测信息,计算速度快、收敛性好。算例验证表明,所提出的方法高效可行,满足当前配电系统在线实时应用的要求。     

配电匹配潮流技术及其在配电状态估计中的应用

针对配电系统的实时量测冗余度低,提出了用配电匹配潮流技术来求解配电技术状态估计的方法,并推导了最优估计意义下的配电匹配潮流方程及其系统化的求解方法,理论分析和算例结果表明,利用配电匹配潮流进行状态估计高效可行,符合当前配电系统在线应用的实际要求。     

基于准实时数据的智能配电网状态估计

针对配电网首端量测准确度较高,而其余位置量测冗余度较低甚至没有量测量的特点,提出一种新的配电网DMS系统架构和适用于智能配电网的状态估计方法,利用准实时数据构造目标函数,依据历史记录设置不等式约束。与传统配电网方法不同,该方法可用于准实时量测在线率较低的配电网。因其是最优潮流意义下的状态估计,可以利用内点法求解。采用某市9节点配电网线路作为算例进行仿真,并对结果进行了详细讨论,同时以广泛使用的33节点配电网算例进一步验证。结果表明,所提方法计算速度快、收敛性好,可以实现智能配电网在线状态估计。该方法对于准实时量测在线率低的配电线路也有理想的估计效果,能较好地获得真实值,对线路电流的估计结果满足智能配电网高级应用的需求。     

广义特勒根求解的配电网混合变换三相解耦状态估计算法

提出一种适用于配电网的三相解耦状态估计算法。该方法将量测量混合变换,避免传统电流量测变换带来的误差,基于电流解耦-补偿模型实现三相不对称状态估计解耦计算,并应用广义特勒根定理求解。所提出的方法能够适应配电网三相不平衡、电流量测较多的现状,且适用于考虑电缆线充电电容的网络。求解方法简单、快速,在保证计算精度的基础上,进一步满足配电网状态估计对实时性的要求。通过典型配电网络算例分析,从估计正确性、算法收敛性、估计时间三方面验证该方法实用性。     

基于等效电流量测变换的电力系统状态估计方法

针对输电系统和配电系统量测类型多的特点,采用了以等效电流量测变换技术来求解电力系统状态估计的方法,并推导了基于等效电流量测变换状态估计的具体求解过程。文中将各种类型的量测变换为等效电流量测进行状态估计,同时根据误差理论将原始量测的权重也对应变换成等效电流量测的权重。理论分析和算例结果表明,利用等效电流量测变换技术进行状态估计快速、有效、实施方便,符合当前电力系统在线应用的实际要求。     

基于等产电流量测变换的电力系统状态估计方法

针对输电系统和配电系统量测类型多的特点,彩和了以等效电流量测变换技术来求解电力系统状态估计的方法,并推导了基于等效电流量测变换状态估计的具体求解过程。文中将各种类型的量测变换为等效电流量测进行状态估计,同时根据误差理论将原始量测的权重也对应变换成等效电流量测的权重。理论分析和乍例结果表明,利用等效电流量测变换技术进行状态估计快速、有效、实施方便,符合当前电力系统在线应用的实际要求。     

配电系统状态估计区域解耦算法

简述了目前常用的配电状态估计算法,分析比较了这些算法各自的优缺点。针对配电系统量测的特点,提出一种配电系统状态估计的区域解耦算法,将配电网中各馈线分解成多个量测区域,使得分解后的各个区域之间解耦,即可以对各个区域单独进行状态估计。该算法无需利用配网辐射特性或者放弃某些实时量测,就可以大大减小计算规模,加快计算速度,因此能充分利用各种量测,还可以应用于弱环网配电系统。理论分析和算例结果表明,所提出的方法高效可行,适合当前配电系统在线应用的实际要求。     

基于负荷电流的配电网非量测负荷估计

提出了一种基于负荷电流的抗差估计算法用于修正10kv配电网非量测负荷。该算法将配电网中的功率量测变换为电流量测，实现了雅可比矩阵常数化，负荷电流实虚部解耦求解。并采用了权值随残差变化的权函数，从而较大程度上抑制了伪量测中坏数据对估计结果的不良影响。文中还给出了IEEE33节点配电系统的计算结果。结果表明，该算法能够有效地修正伪量测数据，使其准确度达到或接近实际量测值的准确度。     

基于相坐标系的配电网三相不对称解耦状态估计算法

提出了一种基于相坐标系的配电网三相不对称解耦的状态估计算法.在等效电流量测变换法的基础上,针对配电系统线路参数不对称的特点,引入三相不对称潮流计算中的解耦-补偿电流模型,在相坐标下将三相不对称状态估计方程完全解耦;同时引入旋转变换使每一相的雅可比矩阵和信息矩阵实虚部严格解耦,进一步降低了问题的求解规模.最后提供算例将所提出的方法与等效电流量测变换法进行了比较,结果表明所提出的方法精度较高,具有工程应用的前景和价值.     

基于Forney式因子图的主动配电网状态估计

实时准确的运行数据是实现主动配电网在线运行分析与智能化控制管理的基础。为了解决配电网实时量测不足带来的估计结果不理想的问题,依据通信领域的置信传播(BP)算法,提出一种基于Forney式因子图的主动配电网状态估计方法。考虑到具体用户量测的稀缺性及分布式电源运行时受气候影响的随机性,该方法首先通过历史负荷曲线获得先验分布,为配电网建立了统计学的计及光照辐射度及风速的Forney式因子图模型,然后利用BP算法全局推理变量节点及因子节点双向传递的本地置信度和状态信息,来获得各状态变量的边缘分布。通过对某地区11节点配电网系统和IEEE 33节点配电网系统进行仿真,表明了所述方法具有良好的实时性且在配电网实时量测不足的情况下也有较理想的估计结果。     

基于深度神经网络伪量测建模的交直流混合配电网交替迭代法状态估计

当前配电网状态估计面临的一个突出问题是实时量测数量不足,难以实现全网可观性。为了给配电管理系统提供准确的基础数据,提出一种基于深度神经网络伪量测建模的交直流混合配电网交替迭代状态估计方法。首先,建立电压源换流器的稳态模型和混合配电网的实时量测模型;然后,利用历史量测数据对深度神经网络进行离线训练,建立负荷节点注入功率的伪量测模型;最后,对交流区域和直流区域进行交替迭代状态估计,在交替过程中区域间交换VSC支路状态量的估计值,保证了边界状态量的一致性。算例测试结果表明,所提方法能在实时量测覆盖率低的情况下,准确估计混合配电网的状态值。     

基于改进匹配潮流技术的配电网虚拟量测

针对缺少冗余量测的配电网系统,为了简化状态估计方法、保证计算精度,优化配电网络状态,基于匹配潮流思想提出了配电网虚拟量测的概念,建立了以电压量测自适应抗差加权最小二乘为目标函数、以网络潮流匹配和功率失配量分配参数方程为约束条件的虚拟量测数学模型,给出了引入混沌优化、强引导机制的改进粒子群优化求解方法,并详细介绍了配电网虚拟量测的应用流程。采用IEEE8、IEEE33、IEEE69节点系统对该方法进行测试,结果表明,方法可在较少的迭代次数内获得较为准确的配电网状态,且不涉及量测变换、矩阵计算,具有良好的应用前景。     

基于深度神经网络伪量测建模的交直流混合配电网交替迭代法状态估计

当前配电网状态估计面临的一个突出问题是实时量测数量不足,难以实现全网可观性。为了给配电管理系统提供准确的基础数据,提出一种基于深度神经网络伪量测建模的交直流混合配电网交替迭代状态估计方法。首先,建立电压源换流器的稳态模型和混合配电网的实时量测模型;然后,利用历史量测数据对深度神经网络进行离线训练,建立负荷节点注入功率的伪量测模型;最后,对交流区域和直流区域进行交替迭代状态估计,在交替过程中区域间交换VSC支路状态量的估计值,保证了边界状态量的一致性。算例测试结果表明,所提方法能在实时量测覆盖率低的情况下,准确估计混合配电网的状态值。     

基于最优匹配回路功率的配电网拓扑辨识方法

配电网的拓扑结构在日常检修、异动和扩建过程中经常发生变化,加之配电网中实时量测数据和配置的传感器数量有限,开关缺乏实时遥测,这导致拓扑生成器常常不能有效获得配电网拓扑结构。目前常见的拓扑辨识方法并不能很好的适应配电网以上特点,因此为避免因配电网拓扑结构发生严重错误引起的配电网状态估计失真,提出了一种新的拓扑辨识方法。该方法基于匹配环路功率确定可能的拓扑结构,并根据公共量测值对可能的拓扑结构进行状态估计。依据状态评估结果与量测数值有最高匹配度,从而确定该拓扑结构为可信拓扑结构,即为实际拓结构。本文所提出的方法实现了对拓扑结构的量化评估,简化了拓扑辨识过程,减少了拓扑辨识过程的计算量,并通过相关案例验证了该方法的有效性和实用性。     

基于多时间尺度状态估计的配电网实时态势预测

为有效提升泛在电力物联网建设过程中的配电网运行安全感知能力,提出了一种基于多时间尺度状态估计的配电网实时态势预测方法,该方法可实现对配电网安全态势的快速、准确预测。首先,基于多元混合量测提出了多时间尺度递归动态状态估计方法,通过状态预测与伪量测递归变换改进了已有的量测线性等效变换方法,缩短了状态更新周期,在递归变换算法中添加了校正算法以消除伪量测波动误差,提高了状态估计算法的计算速度。然后基于状态估计得到历史估计状态,采用分区多元时间序列分析方法建立了实时状态预测模型,实现了配电网的实时安全性态势预测。最后在Matlab仿真平台中基于实际算例对所提方法进行了分析,结果验证了所提配电网实时态势预测方法的准确性和有效性。     

A distribution system state estimator accommodating large number of ampere measurements

This paper presents a three-phase state estimation method for distribution network which can accommodate large number ampere measurements and voltage measurements. In this method, the power on sending end of branch and the square of branch current magnitude are chosen as the state variables. Therefore, measurement functions of ampere and voltage measurements are significantly simplified and no measurements transformation is needed in this method. Furthermore, a novel robust state estimation model is presented, which can suppress bad data automatically. The observability analysis indicates the proposed method can be used in distribution system with very limited measurements. Numerical tests on radial and weak-meshed network show the real-time branch current measurements can significantly improve the accuracy of estimation results.     

一种配电网拓扑结构辨识方法的探讨

针对配电网实时量测有限,并且开关、刀闸设备缺乏实时遥信的情况,提出了一种配电网拓扑结构辨识方法——最优匹配回路功率法。该方法基于最优匹配回路功率,寻找出了若干种有可能的配电网拓扑结构,利用相同的量测值在不同的拓扑结构下分别进行状态估计,选择与量测匹配度最好的拓扑结构作为当前的可信拓扑结构。这样,将网络拓扑辨识问题转换成了以量测匹配度好为目标的网络重构问题。算例表明,该方法可行有效。     

基于混合量测的电力系统状态估计混合算法

研究了相量量测装置(PMU)相量量测和监控与数据采集(SCADA)量测混合使用时的数据匹配问题,提出了利用状态量转换预测得到预报系统状态和预报节点注入电流向量的方法。在此基础上,提出了应用PMU实时相量量测和预报节点注入电流向量的线性静态状态估计算法,以及应用PMU实时相量量测和预报系统状态的线性动态状态估计算法。文中将这2种算法与传统状态估计算法相结合,组成了状态估计混合算法,保证了状态估计的计算精度。该混合算法有效减少了状态估计的计算时间,对PMU的量测配置也没有严格的要求,具有很好的通用性。最后采用IEEE30节点系统对该方法进行了验证。