一种提高配电网状态估计可观测性的方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及配电网状态估计技术领域，尤其设及一种计量数据的提高配电网状态 估计可观测性的方法及其系统。
【背景技术】
[0002] 状态估计也称为滤波，它是利用实时量测系统的冗余度来提高数据精度，自动排 除随机干扰所引起的错误信息，估计或预报系统的运行状态。按假定的量测分布模式的不 同，有不同的估计准则:加权最小二乘准则(WLS)、非二次准则、加权最小绝对值(WLAV)等。 但配电系统和输电系统有着很大的不同，主要表现在：
[0003] 1)网络呈福射状，多为树状或梳状，少数情况下有弱环；
[0004] 2)支路长度短且数据大，r/X大；
[0005] 3)量测类型中有较多支路电流幅值量测;量测配置严重不足；
[0006] 4)S相不平衡度较大。
[0007] 配电网中，量测配置相对不足，而支路电流幅值量测和节点电压幅值量测在各种 量测类型中又占据很大的比重，并且运两种量测的精度往往高于功率量测。因此，有效地利 用运两种量测对增加量测冗余度，对提高状态估计的可算性和可信度具有重要意义。目前 一些文献中提出了利用电流、电压幅值量测的变换方法，该方法中推导了基于修正雅可比 矩阵的迭代公式，构成了基于等效功率变换的配电网状态估计算法。该算法具有W下优点： 信息阵与支路阻抗无关，数值稳定性好;不要求P，Q量测成对出现，对量测权重也无特殊要 求，对量测配置的适应性强;P，Q解禪迭代，计算效率高。
[0008] 但针对量测配置严重不足的配电网，配电网总体量测配置的冗余度还是非常低， 即使使用上述的电流型量测也无法达到状态估计可观测性的目的，因此，需要研究新的方 法来提高配电网的状态估计的可观测性，从而使状态估计可W计算从而达到实用化的目 标，进而为后续应用软件如配电网调度员潮流等的应用奠定基础。
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种提高配电网状态估计可观测性的方法及 其系统，W提高配电网状态估计的可观测性。
[0010] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0011] 提供一种提高配电网状态估计可观测性的方法，包括步骤：
[0012] 建立计量数据关系库表；
[0013] 根据计量数据关系库表获取相应的配变计量信息；
[0014] 根据相似日法计算当前时刻相应的配变计量数据；
[0015] 根据实时量测点构建动态区域，该动态区域内包括实时量测信息及配变计量信 息；
[0016] 根据实时量测信息及配变计量信息对配变计量数据进行修正，并计算所有计量点 的计量值。
[0017] 与现有技术相比，本发明的方法先建立计量数据关系库表，再根据计量数据关系 库表获取相应的配变计量信息，及根据相似日法计算当前时刻相应的配变计量数据，之后 根据实时量测点构建动态区域，最后根据实时量测信息及配变计量信息对配变计量数据进 行修正并计算所有计量点的计量值；即本发明的方法W实时量测信息(包括出口开关及联 络开关)和配变计量数据动态构成的动态区域，可先通过适当提高出口开关及联络开关的 量测精度及权重，再通过实时量测来修正配变计量数据，最终得到所有设备的量测信息(所 有计量点的计量值），从而提高了配电网状态估计的可观测性。
[0018] 相应地，本发明还提供了一种提高配电网状态估计可观测性的系统，包括：
[0019] 建立模块，用于建立计量数据关系库表；
[0020] 获取模块，用于根据计量数据关系库表获取相应的配变计量信息；
[0021 ]计算模块，用于根据相似日法计算当前时刻相应的配变计量数据；
[0022] 构建模块，用于根据实时量测点构建动态区域，动态区域内包括实时量测信息及 所述配变计量信息；
[0023] 修正模块，用于根据实时量测信息及配变计量信息对配变计量数据进行修正并计 算所有计量点的计量值。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明提高配电网状态估计可观测性的方法的主流程图。
[0025] 图2为配电负荷估计原理图。
[0026] 图3为图1中步骤S103的子流程图。
[0027] 图4为基于相似日法计算配变计量数据的原理图。
[0028] 图5为图1中修正配变计量数据的子流程图。
[0029] 图6为图1中计算计量值的子流程图。
[0030] 图7为本发明提高配电网状态估计可观测性的系统的结构框图。
[0031 ]图8为图7所示计算模块的结构框图。
[0032] 图9为图7所示修正模块的结构框图。
【具体实施方式】
[0033] 现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。
[0034] 请参考图1，本发明提高配电网状态估计可观测性的方法，包括步骤：
[00巧]SlOl，建立计量数据关系库表。
[0036] S102，根据计量数据关系库表获取相应的配变计量信息。
[0037] S103，根据相似日法计算当前时刻相应的配变计量数据。
[0038] S104,根据实时量测点构建动态区域，该动态区域内包括实时量测信息及配变计 量信息。其中，实时量测点为出口开关或联络开关，按照出口开关和联络开关的分布情况将 整条馈线划分为多个彼此相互独立的动态区域，且每两动态区域的交界处含有实时量测 点。
[0039] S105,根据实时量测信息及配变计量信息对配变计量数据进行修正，并计算所有 计量点的计量值。
[0040]需要说明的是，上述计量数据关系库表如下所示：
[0043] 计量数据的表的表名：Elec_Acquis_Data01，Elec_Acquis_Data02 ,....共31 个 表，运31个表用来保存最近一个月的计量数据信息。根据当日的信息到相应的表中获取相 应配变的计量信息。
[0044] 此外，为了更好地理解图1所示本发明的流程，下面先对本发明所设及的原理做如 下说明：
[0045] 本发明利用了实时量测、准实时量测、伪量测及潮流估算原理修正配变计量数据 及计算计量值。
[0046] 其中，先对实时量测、准实时量测、伪量测做如下介绍：
[0047] (1)实时量测：是SCADA系统从装设在馈线上的测量装置采集到的实时数据。由于 种种原因限制，配网系统中的实时量测数量有限，一般只在某些关键地点才会有，例如馈线 出口处、线路上重要的开关/刀闽上、某些重负荷、联络开关上等。
[0048] (2)准实时量测：电量计费系统每15分钟左右采集一次，而实时量测的采集通常是 秒级的，所W需要计算非整点的计量数据的值，运里采用相似日的方法进行处理，而相似日 法的具体处理过程将后续介绍。
[0049] (3)伪量测：对于没有实时量测和准实时量测的配变，应增加伪量测，伪量测的来 源可W考虑计划值和配变的容量参数。
[0050] 对于上述=种量测方式，在目前配电网自动化水平不高的情况下，实时量测不足 W保证系统可观测，即使加上负荷准实时量测和伪量测后，量测冗余度也非常低，而且实时 量测与准实时量测、伪量测在精度上相差很大，要计算当前状态下的电网状态，可W认为： 实时量测是最精确的，准实时量测和伪量测误差相对较大。但是实时量测本身还是存在误 差，而且各个负荷点(配变)基本上没有实时采集。基于此，本发明提出基于实时量测和伪量 测补齐实时量测，并对实时量测进行合理修正的处理方法，该方法所设及的配电负荷估计 原理图如图2所示。
[00川具体地，如图2所示：
[0化2] (1)按照实时量测（图中用#表示）的分布情况将整条馈线分成若干区域，使得各 区域互相独立，而且要求各区域的交界处有实时量测，区域内部没有实时量测，图中虚线楠 圆框即为两个区域的例子；
[0053] (2)对每一个量测区域，可根据该区域的输入、输出功率量测值(量测WZ表示)得 到该区域内的所有负荷和损耗之和（负荷WP表示），如图中区域一中的所有负荷总加即可 由实时量测Z1、Z2、Z3的总加计算得到，区域二是末梢，实时量测Z3即可为区域二内所有负 荷之和；
[0054] (3)根据区域内负荷的准实时量测和伪量测，将第二步计算得到的量测区域内实 时负荷之和，按比例分配得到负荷的功率值作为其处理后的伪量测。
[0055] W区域二的有功功率计算为例说明，第二步计算可得到=个实时量测之和，即：
[0056] Z1+Z2+Z3 = Zsum (3)
[0057] 根据四个负荷的准实时量测（如果没有准实时量测，可用伪量测代替），可得到负 荷总加，即：
[005引 Pl+P2+P3+P4 = Psum (4)
[0059] 实际情况下显然Zsum = Psum,但由于量测精度不同，二者很可能不相等，由于Zsum的 精度远大于Psum,因此先假设Zsum是准确的，每个负荷的功率分配值由下式计算得到：
[0060] Pi' =Zs 皿*(Pi/Psum) 巧）
[0061 ]如果有相应的无功量测，则可按上述有功功率的方法计算无功负荷值;如果没有 无功量测，可根据有功量测和功率因数经验值计算。
[0062] 接着，对潮流估算做如下介绍：
[0063] 因为实时采集数据不是完全准确的，可能存在估算出的负荷与区域边界开关上的 量测之间不完全匹配的问题。所W要对初次分配出的负荷进行进一步校准、修正。根据公式 (5)计算得到负荷值，采用前推回代法进行初步潮流估算，得到各区域边界开关校准后的潮 流值，再W运个初步估算的潮流值按公式(5)的原理，进行二次负荷分配，则得到最终的负 荷分配结果，基于运个负荷分配结果，进行潮流计算，得到整个馈线上的潮流分布。
[0064] 基于上述对本发明所设及原理的介绍，现在请参考图3及图4,图1所示步骤S103具 体包括：
[0065] S1031，间隔地采集数据，设采集到X0、X1、X2S个时刻的数据;具体地，电量计费系 统每15分钟左右采集一次，假设X0，X1为整点的15分钟可W采集的数据。
[0066] S1032,根据时刻Xl和X2的相应值及公式(6)计算相似日的斜率K;
[0067] S1033,根据斜率K及公式(7)计算时刻Xl的配变计量数据；
[0068] 其中，公式(6)、（7)如下：
(6)
[0070] y = y〇+K (Xi-Xo) (7)
[OOW x0、xl为时刻XO和Xl的时标，诚1，￥41)、怖1，￥82)分别为时刻乂巧盼2的相应值，1(为 斜率，yo为时刻XO的配变计量数据，y为时刻Xl的配变计量数据。
[0072] 具体地，再请参考图5,修正配变计量数据具体包括：
[0073] S1051，采集动态区域内的配变负荷的初始计量值；
[0074] S1052,根