基于动态分区的电力系统运行状态检测方法
【专利摘要】本发明提供一种基于动态分区的电力系统运行状态检测方法，该方法包括以下步骤：根据网络拓扑变化对电网进行动态分区；采用加权最小二乘法进行各分区状态估计；根据所述状态估计结果对电力系统运行状态进行检测。本发明能够快速响应电网系统拓扑变化，实现电网动态分区，降低某区域中量测数据误差对其他区域状态估计结果的影响，提高电网运行基础数据整体状态估计的准确率，从而保证检测出来的电力系统运行状态不会存在误差。
【专利说明】基于动态分区的电力系统运行状态检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统运行【技术领域】，特别是涉及一种基于动态分区的电力系统运行状态检测方法。
【背景技术】
[0002]电力系统状态估计是电力系统调度中心的能量管理系统(EMS)的核心功能之一，是大部分在线应用的高级软件的基础，其功能是根据电力系统的各种量测信息，检测出电力系统当前的运行状态。
[0003]随着电力系统发展，互联电力系统间的统一调度可能会用到多个独立调度中心的状态估计结果；另一方面，全系统状态估计算法存在量测冗余度较难完全满足、计算速度慢无法满足实时性要求、某些区域量测量错误较多从而影响整个系统的状态估计精度等问题。因此，分布式或分区域互连电力系统状态估计有较强的应用背景。
[0004]现有的一些状态估计方法多是基于固定分区，认为网络拓扑结构不变，或者拓扑结构变化不大，即使变化也不会引起参数所属分区改变。这些方法利用优化技术直接将边界约束考虑到状态估计求解过程中，但是却忽略了非边界节点对其他分区状态估计的影响。当电力系统发生运行方式变化、负荷转移、开关动作等操作时，拓扑结构往往会改变，此时如果仍然 采用传统的方法，所检测出来的电力系统运行状态的误差会比较大。
【发明内容】
[0005]基于此，本发明提供一种基于动态分区的电力系统运行状态检测方法，能够提高电力系统运行状态检测的准确率。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0007]一种基于动态分区的电力系统运行状态检测方法，包括以下步骤:
[0008]获取电网参数，根据所述电网参数对电网进行预处理，得到化简后的电网简单图；
[0009]获取化简后的电网简单图中电网节点总数N，并从I开始按顺序对所述电网节点编号至N，列写电网节点关联矩阵B ;其中，所述关联矩阵B为NXN阶方阵，其第i行第j列元素Bu描述节点i和节点j之间的连接关系，若节点i和节点j有线路直接相连，则Bij=I,否则Bu=O ;对角线元素Bii为所有Bu之和，其值表示与节点i直接相连的所有节点的个数，称为节点i的关联度bi;
[0010]根据所述关联矩阵对电网进行动态分区；
[0011]取迭代变量k=o，针对所有分区，分别采用加权最小二乘法进行状态估计；取分区
Π的目标函数为:?Ζη ? H n(Xn )]； Rn ' lZn — H >,(X? )];式中,Xn是区域Π中待估计的
状态变量，Zn为区域η中遥测矢量，Hn(Xn)为区域η中遥测的非线性量测函数，上标T表示矩阵的转置，Rn为量测误差协方差阵；[0012]计算目标函数Jn(Xn)，若i?为使目标函数Jn(Xn)达到最小的状态变量xn，设定状态估计第k步迭代公式为:
【权利要求】
1.一种基于动态分区的电力系统运行状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 获取电网参数，根据所述电网参数对电网进行预处理，得到化简后的电网简单图； 获取化简后的电网简单图中电网节点总数N，并从I开始按顺序对所述电网节点编号至N，列写电网节点关联矩阵B ;其中，所述关联矩阵B为NXN阶方阵，其第i行第j列元素Bij描述节点i和节点j之间的连接关系，若节点i和节点j有线路直接相连，则Bu=I，否则Bij=O ;对角线元素Bii为所有Bu之和，其值表示与节点i直接相连的所有节点的个数，称为节点i的关联度bi; 根据所述关联矩阵对电网进行动态分区； 取迭代变量k=0，针对所有分区，分别采用加权最小二乘法进行状态估计；取分区η的目标函数为
2.根据权利要求1所述的基于动态分区的电力系统运行状态检测方法，其特征在于，在输出分区η状态估计结果之之后，还包括步骤: 将所有独立边界节点D列表，设定迭代变量k=0 ； 若第η个分区中的独立边界节点D同时属于分区m，则计算第k次更新后的状态估计值为:
3.根据权利要求1或2所述的基于动态分区的电力系统运行状态检测方法，其特征在于，根据所述关联矩阵对电网进行动态分区的过程包括: 根据所述关联矩阵将电网划分为最大辐射状分区、仅存在唯一电气连接线路分区以及仅存在唯一电气连接节点分区三种情况； 针对情况一的最大辐射状分区，辐射状网络与剩余非辐射状网络通过一条线路相连，选择该连接线路两端中节点关联度大的作为独立边界节点，并在此独立边界节点上将辐射状网络分解出来； 针对情况二的仅存在唯一电气连接线路分区，经过情况一最大辐射状分区辨识之后的剩余网络中，若两个子网络之间仅存在一回线路相连，则将此线路作为独立边界线路L，选择独立边界线路两端中节点关联度大的作为独立边界节点，并在此独立边界节点上将剩余网络分解； 针对情况三的仅存在唯一电气连接节点分区，经过情况二仅存在唯一电气连接线路分区辨识之后生成的各个分区中，若某分区中存在两个子网络中都有多条线路与某节点D相连，除此节点外，两个子网络没有其他节点相连，则此节点D为独立边界节点，并在此独立边界节点上将网络进一步分解。
4.根据权利要求3 所述的基于动态分区的电力系统运行状态检测方法，其特征在于，对情况一的分区包括如下步骤: 搜索所有关联度为I的末端节点，分别放入不同待定分区中； 将与这些关联度为I的下游节点直接相连的上游节点放在与下游节点相同的待定分区中，若上游节点已经在其他待定分区中出现，则将这两个待定分区合并； 将这些关联度为I的下游节点在所述关联矩阵B中对应的行列数值全部清零，重新计算所有对角线元素，更新所述关联矩阵B ； 返回搜索的步骤，重复上述过程，直到不存在关联度为I的节点； 将所有分解出来的待定分区作为情况一下的最大辐射状分区。
5.根据权利要求4所述的基于动态分区的电力系统运行状态检测方法，其特征在于，对情况二的分区包括如下步骤: 在剩余网络中采用枚举法选择2个节点； 列举这2个节点间的所有通道； 判断是否这些所有通道中都含有某一条共有支路； 若是，则记此支路为独立边界线路L，选择线路L两端节点中节点关联度大的为独立边界节点D，并将剩余网络在独立边界节点D上分区，独立边界节点D同时属于这两个分区，并将这两个分区分别重新进行检测； 若否，则判断是否遍历所有节点对；若已经遍历，则情况二分区过程结束，将所有分解出来的分区作为情况二下的仅存在唯一电气连接线路分区。
6.根据权利要求5所述的基于动态分区的电力系统运行状态检测方法，其特征在于，对情况三的分区包括如下步骤:在情况二辨识出的其中一个分区中采用枚举法选择I个节点； 断开此节点，并去除所有与该节点相连的线路； 判断该分区剩余部分是否形成多个独立子网络； 若是，则该断开节点为独.立边界节点D，将该分区在独立边界节点D上分区，独立边界节点D同时属于这多个分区，并将这多个分区分别重新进行检测； 若否，判断是否遍历所有节点；若已经遍历，则情况三分区过程结束，将所有分解出来的分区作为情况三下的仅存在唯一电气连接节点分区。
【文档编号】G06F19/00GK103902814SQ201410086011
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2014年3月10日
【发明者】周华锋, 谢国财, 赵旋宇, 胡亚平, 赵化时, 顾慧杰, 熊卫斌, 冯粤 申请人:中国南方电网有限责任公司, 广东电网公司电力科学研究院