CN105552887A - 一种基于支路有功潮流的电网拓扑错误辨识方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于支路有功潮流的电网拓扑错误辨识方法，包括以下步骤：读取电网模型与量测断面；把电网物理模型转换成数学模型；进行网络拓扑分析，生成节点支路模型；根据开关/刀闸采集状态，分别进行处理；对于两侧拓扑点相同的开关，且采集状态为分的开关进行合并形成开关组；对开关及开关组所在的支路有功潮流初始化，对于采集状态为分的开关及开关组，其支路潮流量测设为零；对采集状态为合的开关，以支路有功潮流采集量测作为初值。本发明有益的效果是：本发明技术方案利用有功潮流分别估计开关分与开关合的状态，精度高，有效避免了因量测错误而导致的拓扑错误。

Description

一种基于支路有功潮流的电网拓扑错误辨识方法

技术领域

本发明涉及电网拓扑错误计算的技术领域，尤其是一种基于支路有功潮流的电网拓扑错误辨识方法。

背景技术

电网拓扑错误直接影响到各种计算结果，拓扑错误与开状态密切相关，在计算前进行开关状态辨识是避免拓扑错误的必要手段。长期以来，由于受电网采集设备，传输通道各方面的影响，开关状态错误无法有效的避免，常规的辨识方法实际效果并不理想。常规的开关状态辨识与估计方法比较简单，普遍采用一些简单的专家规则进行辨识，如通过开关两侧是否有量测来判断开关的开合状态，受SCADA量测采集准确性的影响，容易造成开关状态误判，导致拓扑错误，影响调度员决策。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种精度更高的基于支路有功潮流的电网拓扑错误辨识方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种基于支路有功潮流的电网拓扑错误辨识方法，包括以下步骤：

1)读取电网模型与量测断面；

2)把电网物理模型转换成数学模型；

3)进行网络拓扑分析，生成节点支路模型；

4)根据开关/刀闸采集状态，分别进行处理；对于两侧拓扑点相同的开关，且采集状态为分的开关进行合并形成开关组；

5)对开关及开关组所在的支路有功潮流初始化，对于采集状态为分的开关及开关组，其支路潮流量测设为零；对采集状态为合的开关，以支路有功潮流采集量测作为初值；

6)以支路有功潮流作为状态量，按电压等级、厂站构造开关有功潮流估计模型；

7)采用加权最小绝对值估计或加权最小二乘估计求解。

本发明有益的效果是：本发明技术方案利用有功潮流分别估计开关分与开关合的状态，精度高，有效避免了因量测错误而导致的拓扑错误。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图所示，这种基于支路有功潮流的电网拓扑错误辨识方法，包括以下步骤：

1)读取电网模型与量测断面；

2)把电网物理模型转换成数学模型；

3)进行网络拓扑分析，生成节点支路模型；

4)根据开关/刀闸采集状态，分别进行处理；对于两侧拓扑点相同的开关，且采集状态为分的开关进行合并形成开关组；

5)对开关及开关组所在的支路有功潮流初始化，对于采集状态为分的开关及开关组，其支路潮流量测设为零；对采集状态为合的开关，以支路有功潮流采集量测作为初值；

6)以支路有功潮流作为状态量，按电压等级、厂站构造开关有功潮流估计模型；

7)采用加权最小绝对值估计或加权最小二乘估计求解。

本发明对于两侧拓扑点相同的开关，且采集状态为分的开关进行合并形成开关组，对不同的开关状态分别给预不同的有功潮流初值，通过有功潮流平衡方程得到估计值。

分两步进行对拓扑错误进行检测，第一步是对采集状态为分的开关进行检测，第二步是对采集状态为合的开关进行检测。

首先从SCADA中获取电网模型与量测断面。

其次根据开关/刀闸采集状态，进行一次网络拓扑分析，生成拓扑点支路模型。对于采集状态为分且两侧属不同拓扑点的开关，则进行状态是否可疑检测。由于可能存在多个处于分状态的且两侧拓扑点相同的开关，故对这些开关进行合并形成开关组。将开关组处理为潮流量测为零的支路。忽略支路的有功损耗，以支路有功潮流作为状态量，根据支路有功潮流量测及各拓扑点的基尔霍夫电流定律约束构建支路有功潮流估计模型。支路有功潮流估计模型为线性估计模型，可采加权最小绝对值估计或加权最小二乘估计求解。最小绝对值估计具有较强的抗差性，加权最小二乘估计则需进行相应的不良数据辨识。无论是基于加权最小二乘原理，或是基于加权最小绝对值估计原理，或是基于信息损失最小原理，拓扑错误辨识问题在数学上均可以描述为线性或非线性混合整数规划问题。加权最小绝对值估计模型具有较强的抗差性，能自动排除不良数据的影响,且能够将拓扑错误辨识问题描述为混合整数线性规划问题，并可利用成熟的商业优化软件(如CPLEX)求解。

对于采集状态为分的开关组，如果有功潮流估计值的绝对值大于一定幅度，则认为该开关组内各开关的状态均可疑。

对于采集状态为合的开关，以支路有功潮流估计结果作为量测，以开关有功潮流作为状态量，逐厂站逐电压等级构造开关有功潮流估计模型。在这一步，开关潮流量测将参与估计，对于开关无潮流量测的情况，添加有功潮流值为0的伪量测，并以较小的权重参与估计，以保证出现开关环时开关有功潮流的可观测性。采用加权最小绝对值估计方法对开关有功潮流进行估计。若开关潮流估计值足够大，则认为采集状态可信，否则加入候选可疑开关集进行进一步检测。

上述的支路有功潮流估计模型由于忽略了基尔霍夫电压定律约束，对于潮流估计结果近似为零的开关，其分合状态在该模型中对估计结果几乎没有影响。考虑基尔霍夫电压定律约束，即采用直流潮流估计模型进行一次状态估计，并采用与上述类似的方法，逐厂站逐电压等级估计开关有功潮流。对于候选可疑开关，若估计结果近似为零，说明开关分合状态对电网的潮流分布几乎没有影响，开关状态不可辨识，认为采集状态正确；相反，若估计结果超过一定值，说明开关状态为合将引起较大的估计残差，认为开关状态可疑。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于支路有功潮流的电网拓扑错误辨识方法，其特征是：包括以下步骤：

1)读取电网模型与量测断面；

2)把电网物理模型转换成数学模型；

3)进行网络拓扑分析，生成节点支路模型；

4)根据开关/刀闸采集状态，分别进行处理；对于两侧拓扑点相同的开关，且采集状态为分的开关进行合并形成开关组；

5)对开关及开关组所在的支路有功潮流初始化，对于采集状态为分的开关及开关组，其支路潮流量测设为零；对采集状态为合的开关，以支路有功潮流采集量测作为初值；

6)以支路有功潮流作为状态量，按电压等级、厂站构造开关有功潮流估计模型；

7)采用加权最小绝对值估计或加权最小二乘估计求解。