一种基于直流潮流模型的有功不良数据辨识方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统技术领域，具体设及一种通过量测组合计算得到多组状态 量，然后对其进行聚类分析，快速地辨识出有功功率不良数据的方法。
【背景技术】
[0002] 不良的量测数据，又称为坏数据，是指偏离真实变化轨迹较远的数据，不良数据的 存在可能导致状态估计结果受到污染。不良数据检测和辨识是判断某次量测量中是否存在 不良数据，并确定哪些量测量为不良数据。目前不良数据辨识的主要方法有残差捜索法、W 非二次准则估计为基础的方法W及量测量突变检测法。残差捜索法一般只能辨识单个不良 数据，而且需要进行多次状态估计迭代，实时性差；W非二次准则估计为基础的方法具有很 强的经验性，一般只能辨识单个不良或弱相关的多个不良，由于不能完全排除不良的影响， 并非最优估计；量测量突变检测法有效的前提是相邻采样时刻的电力网络结构不变，且前 一个采样时刻的量测数据中的坏数据已经被检测出来并得到修正。
[0003] 目前已有的研究大多基于残差进行研究，属于估计后辨识，对估计前辨识技术的 研究较少。在估计计算前对不良数据进行检测，防止不良数据进入状态估计器是电力系统 状态估计研究的重要课题之一。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于直流潮流模型的有功不良数据辨识 方法。
[0005] 本发明包括W下步骤：
[0006] 步骤一：取出下一个节点及其有功量测，W及与该节点相连支路上的有功量测，如 果节点上没有有功量测，则进入步骤五。
[0007] 步骤二：利用传统的检测方法判断是否存在不良数据，如果没有不良数据则转步 骤一。
[0008] 步骤=:计算当前节点i的所有状态量。
[0009] 设该节点与m个节点相连，使用直流潮流模型，W支路两端相角差[0 11，0 12,… ，0J为状态变量。对于其中一条支路，该支路两端节点的相角差计算公式如下：
[0010]目ik二P ikXik (1)
[0011] 其中Pik为从节点i和流向节点k的有功功率，XIk为节点i至节点k支路的电抗。
[0012] 选取不同的有功量测组合得到状态变量的不同计算值，将每种量测组合称为一个 case,选取的方法如下：
[0013] (1)每条支路上选择一个有功功率量测作为式（1)中的支路有功，对于支路末端 有功量测Pki需要取反，则可W得到m个方程。
[0014](2)选取节点上的有功量测，然后选取m-1条支路，并在每条支路上选取一个有功 功率，并通过节点功率平衡方程式计算出没被选中的支路上的有功功率，从而计算出状态 量。
[0015] 通过计算所有的case,可W得到多组状态量。
[0016] 步骤四：对上述状态进行聚类分析，根据判据辨识量测中的不良数据：
[0017] 根据状态量用K-means算法将所有case聚成两类，分别记作豕和f。对方中所有 量测组合取交集，结果记作品；对冢中所有量测组合取交集，结果记作完。品和完的并集 为包含不良数据的量测集合。
[0018] 步骤五：判断所有节点是否都已经处理完毕，如果是，则完成，如果否，则返回步骤 O
[0019] 本发明不需要依赖估计残差，也不需要知道量测的权重、分布等信息，只要有量测 值即可进行分析，对支路、节点逐个进行坏数据检测，检测速度快，且易于使用并行方式处 理，非常适合在状态估计之前对量测进行在线预处理。
【附图说明】
[0020] 图1为单个节点及其相连支路图；
[0021] 图2为4节点系统量测配置图。
【具体实施方式】
[0022] W下结合附图对本发明作进一步说明。
[002引图1为单个节点及其相连支路图，W下W图2所示4节点系统量测配置图为例，该 系统数据见表1。
[0024] 表1支路数据表
[0026] 该系统潮流数据真实值和量测值如表2所示。
[0027] 表2真实值和正常量测值（单位为MW/MVar)
[002引令P。为不良数据，值为-30. 1MW。
[0030] W下计算中采用标么值（功率基准值取100MVA)。
[0031] 从节点1开始辨识，具体过程如下：
[003引 1.节点1
[003引步骤一：取节点1及其有功量测Pi, W及与该节点相连支路上的有功量测P。、P。、 ?31。
[0034] 步骤二：利用传统的检测方法判断出该节点存在不良数据。
[0035] 步骤=:计算节点1的所有状态量：
[0036] 选取的量测组合、状态变量计算式和计算结果如表3所示：
[0037] 表3节点1的所有量测组合及状态变量计算结果
[0039] 步骤四：对上述状态进行聚类分析，聚类方法采用K-means，结果表4所示：
[0040] 表4节点1的状态变量聚类结果
[0041]
[0042]对第0类的所有量测组合取交集得巧13}，对第I类的所有量测组合取交集得留，故 节点1不良数据辨识的结果为巧13}。
[004引步骤五：还有节点未处理，跳转至步骤一，取节点2进行分析。
[0044] 2.节点 2
[0045] 步骤一：取节点2,该节点无注入有功量测，转至步骤五。
[004引步骤五：还有节点未处理，跳转至步骤一，取节点3进行分析。
[0047] 3.节点 3
[0048] 步骤一：取节点3及其有功量测P3, W及与该节点相连支路上的有功量测P31、P32、 ?34、Pl3。
[0049] 步骤二：利用传统的检测方法判断出该节点存在不良数据。
[0050] 步骤=:计算节点3的所有状态量：
[0051] 选取的量测组合、状态变量计算式和计算结果如表5所示：
[0052] 表5节点3的所有量测组合及状态变量计算结果
[0053]
[0054] 步骤四：对上述状态进行聚类分析，聚类方法采用K-means，结果表6所示：
[00巧]表6节点3的状态变量聚类结果
[0057] 对第0类的所有量测组合取交集得資，对第I类的所有量测组合取交集得巧13}，故 节点3的不良数据辨识的结果为巧13}。
[0058] 步骤五：还有节点未处理，跳转至步骤一，取节点4进行分析。
[005引4.节点4
[0060] 步骤一：取节点4,该节点无注入有功量测，转至步骤五。
[0061] 步骤五：所有节点处理完毕，结束。
【主权项】
1. 一种基于直流潮流模型的有功不良数据辨识方法，其特征在于该方法包括以下步 骤： 步骤一：取出下一个节点及其有功量测，以及与该节点相连支路上的有功量测，如果节 点上没有有功量测，则进入步骤五； 步骤二：判断是否存在坏数据，如果没有坏数据则转步骤一； 步骤三：计算当前节点i的所有状态量： 设该节点与m个节点相连，使用直流潮流模型，以支路两端相角差IiqiDqi2, ·· ^qiJ为状态变量；对于其中一条支路，该支路两端节点的相角差计算公式如下： Qlk= P lkXlk⑴ 其中Plk为从节点i和流向节点k的有功功率，Xlk为节点i至节点k支路的电抗； 选取不同的有功量测组合得到状态变量的不同计算值，将每种量测组合称为一个 case，选取的方法如下： (1) 每条支路上选择一个有功功率量测作为式（1)中的支路有功，对于支路末端有功 量测Pkl需要取反，则可以得到m个方程； (2) 选取节点上的有功量测，然后选取m-Ι条支路，并在每条支路上选取一个有功功 率，并通过节点功率平衡方程式计算出没被选中的支路上的有功功率，从而计算出状态 量； 通过计算所有的case，可以得到多组状态量； 步骤四：对上述状态进行聚类分析，根据判据辨识量测中的坏数据： 根据状态量用K-means算法将所有case聚成两类，分别记作F和F对F中所有量测 组合取交集，结果记作? 对I中所有量测组合取交集，结果记作冗和^的并集为包 含不良数据的量测集合； 步骤五：判断所有节点是否都已经处理完毕，如果是，则完成，如果否，则返回步骤一。
【专利摘要】本发明公开了一种基于直流潮流模型的有功不良数据辨识方法。本发明基于直流潮流模型，通过选取不同的有功量测组合来计算状态变量的值，得到多组状态量，然后对其进行聚类分析，根据聚类结果快速地辨识出有功不良数据。本发明提出的方法具有计算量小、易于并行、辨识正确率高的特点，适合于状态估计前对量测进行在线预处理。
【IPC分类】H02J3/00
【公开号】CN105391062
【申请号】CN201510896238
【发明人】章杜锡, 毛南平, 李丰伟, 范黎敏, 戚军, 谢宏, 周洋, 江昊, 邬航杰, 杨翔, 周飞, 盛海静, 李力, 谢楚, 焦旭明, 杨锦晶, 董树锋
【申请人】国网浙江省电力公司宁波供电公司, 浙江大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月7日