CN110098609B - 一种面向配电网的量测上传数据准备方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种面向配电网的量测上传数据准备方法及系统,包括:采集配电网的量测数据作为候选量测集;将所述候选量测集与预先构建的基本量测集进行对比;判断候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束;根据判断结果获取上传量测集。本发明提供的技术方案能够对当前配电网中量测的重要程度进行判断,从而避免对作用较小的数据进行上传,减小通讯成本;提升相同数据通讯成本下的配电网网络可见度与状态估计计算精度;能够为量测配置的位置提供分析数据支撑。
Description
技术领域
本发明一种量测数据上传优选方法,具体涉及一种面向配电网的量测上传数据准备方法及系统。
背景技术
随着科学发展与技术进步,中压配电网、城市低压配电网中量测设备的覆盖率均已达到相当高的程度;因数据通信成本较高,上传数据仅占量测数据很小的一部分。通信技术的发展使得数据通信成本不断降低,为配电网状态估计的数据支撑奠定了基础,配电网状态估计变得更加可行且愈发重要。但通信技术发展是一个长期的过程,数据通信成本只会缓慢降低,未来很长一段时间内配电网状态估计都必须考虑数据通信成本约束。如何在给定数据通信成本约束下,最大化配电网状态估计效果具有重要的实际意义。影响配电网状态估计效果的因素很多,包括数据源、状态估计算法等很多内容,但数据源作为配电网状态估计的源头,决定了计算结果能够达到的最高水平,是影响配电网状态估计效果的关键性因素。
当前配电网状态估计主要面临量测数据不足的情况,一般数据上传周期较长,上传的数据量较大,包括配电网静态状态估计需要的同一断面的量测数据;而量测这些数据的设备具有不同的量测精度,量测数据具有不同的类型,采集点具有不同的位置,使得不同量测数据对配电网状态估计具有不同的影响,使得通讯成本高。为此,需要在确定数据通讯成本条件下,对配电网状态估计量测数据上传策略进行深入研究。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种面向配电网的量测上传数据准备方法及系统。
一种面向配电网的量测上传数据准备方法,所述方法包括:
采集配电网的量测数据作为候选量测集;
将所述候选量测集与预先构建的基本量测集进行对比;
判断候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束;
根据判断结果,获取上传量测集。
进一步的,所述基本量测集的构建包括:
将配电网的历史量测数据中的各非平衡节点注入有功功率与无功功率,得到基本量测集。
进一步的,所述基本量测集的构建还包括:
通过所述非平衡节点的性质确定所述基本量测集中各量测数据的量测精度。
进一步的,所述通过所述非平衡节点的性质确定所述基本量测集中各量测数据的量测精度,包括:
判断所述非平衡节点是否为虚拟量测节点;
当所述非平衡节点为虚拟量测节点时:所述量测精度为配电网量测集中最大精度的2倍;
否则,判断所述非平衡节点是否含有量测数据:若所述非平衡节点含有量测数据,则所述量测精度为该节点量测的最大精度;否则,所述量测精度为基本量测集中最小精度的二分之一。
进一步的,所述根据判断结果,获取上传量测集,包括:
若所述差集不满足数据通讯约束,则将候选量测集与基本量测集的差集设定为上传量测集;
若所述差集满足数据通讯约束,遍历配电网的量测数据将配电网状态估计精度评估函数值最大的量测添加到候选量测集;以及
判断添加后的候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束,直到所述差集不满足数据通讯约束为止。
进一步的,所述遍历配电网的量测数据将配电网状态估计精度评估函数值最大的量测添加到候选量测集,包括:
按下式计算配电网状态估计精度评估函数值:
其中,F(a)为配电网状态估计精度评估函数;a为遍历中的配电网量测集元素;A为候选量测集;H为量测雅克比矩阵;R为量测协方差矩阵;U为矩阵并集运算符;T为矩阵转置符号;trace为矩阵求迹函数。
进一步的,所述判断候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束,包括:
若所述候选量测集中的元素个数小于通讯成本约束下最多允许上传的数据个数,则满足数据通讯约束;否则不满足。
一种面向配电网的量测上传数据准备系统,包括:
采集模块,用于采集配电网的量测数据作为候选量测集;
对比模块,用于将所述候选量测集与预先构建的基本量测集进行对比;
判断模块,用于判断候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束;
确定模块,用于根据判断结果,获取上传量测集。
进一步的,所述对比模块包括:
构建子模块,用于将配电网的历史量测数据中的各非平衡节点注入有功功率与无功功率,得到基本量测集。
进一步的,所述对比模块还包括:
量测精度确定子模块,用于通过所述平衡节点的性质确定所述基本量测集中各量测数据的量测精度。
进一步的,所述量测精度确定子模块,用于,
判断所述非平衡节点是否为虚拟量测节点;
当所述非平衡节点为虚拟量测节点时:所述量测精度为配电网量测集中最大精度的2倍;
否则,判断所述非平衡节点是否含有量测数据:若所述非平衡节点含有量测数据,则所述量测精度为该节点量测的最大精度;否则,所述量测精度为基本量测集中最小精度的二分之一。
进一步的,所述确定模块包括:
确定子模块,用于若所述差集不满足数据通讯约束,则将候选量测集与基本量测集的差集设定为上传量测集;
添加子模块,用于若所述差集满足数据通讯约束,遍历配电网的量测数据将配电网状态估计精度评估函数值最大的量测添加到候选量测集;以及
判断添加后的候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束,直到所述差集不满足数据通讯约束为止。
与最接近的现有技术比,本发明提供的技术方案具有以下有益效果:
1、本发明提供的技术方案根据量测需求对当前配电网中量测的重要程度进行判断,只对作用大的数据进行上传,从而减小上传的数据量,减小通讯成本。
2、本发明提供的技术方案提升相同数据通讯成本下的配电网网络可见度与状态估计计算精度。
3、本发明提供的技术方案能够为量测配置的位置提供分析数据支撑。
附图说明
图1为本发明流程图;
图2为本发明系统结构组成示意图;
图3为本发明实施例中的面向配电网的量测上传数据准备方法具体流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种面向配电网的量测上传数据准备方法,如图1所示,所述方法包括:
采集配电网的量测数据作为候选量测集;
将所述候选量测集与预先构建的基本量测集进行对比;
判断候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束;
根据判断结果,获取上传量测集。
本发明提供了一种面向配电网的量测上传数据准备系统,如图2所示,所述系统包括:
采集模块,用于采集配电网的量测数据作为候选量测集;
对比模块,用于将所述候选量测集与预先构建的基本量测集进行对比;
判断模块,用于判断候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束;
确定模块,用于根据判断结果,获取上传量测集。
如图3所示,面向配电网的量测上传数据准备方法具体包括如下步骤:
(1)载入配电网数学模型、配电网量测集、数据通讯约束的数学模型;
(配电网数学模型包括计算公式中的量测雅克比矩阵H,配电网量测集包括公式中a的搜索空间)
(2)将候选量测集初始化为基本量测集;
(3)判断候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束,若满足则转步骤(4),否则转步骤(6);
(4)遍历配电网量测集,分别求取配电网状态估计计算精度评估函数值;
(5)选择配电网状态估计计算精度评估函数值最大的量测,将其添加到候选量测集,转步骤(3);
(6)结束选择过程,候选量测集与基本量测集的差集即为最终上传量测集。
所述载入配电网数学模型为配电网潮流计算模型,具体包括支路类模型、节点类模型。支路类模型为Π型等值电路,包含线路阻抗、对地导纳数据、变比、移相角。节点类模型以平衡节点与PQ节点进行描述。
配电网量测集,所述集合包含该配电网所有数据可上传的量测,每一个量测包含其位置与精度数据。
所述的数据通讯约束的数学模型用给定通讯成本约束下最多允许上传的数据个数K进行表示,当K小于配电网量测集中的元素数量时需要使用本发明提出方法对量测数据进行优选。
基本量测集,由配电网络所有非平衡节点注入有功功率与无功功率构成,其量测精度由节点性质确定。若节点为虚拟量测节点,则其精度为该配电网量测集中最大精度的2倍,并不再判断该节点是否含有量测;否则需进一步判断该节点是否含有量测。若该节点含有量测数据,则使用其中数值最大的精度;否则认定为伪量测,精度设置为该配电网基本量测集中设备量测最小精度的二分之一。
满足数据通讯约束,包括所述条件为当前候选数据集中元素个数小于K。
所述函数的表达式为:
式中:
A——候选量测集;
a——遍历中的配电网量测集元素;
H——量测雅克比矩阵;
R——量测协方差矩阵;
U——矩阵并集运算符;
T——矩阵转置符号;
trace——矩阵求迹函数。
所述矩阵需结合电压复向量求出,该电压复向量为最大似然负荷功率值的潮流计算结果。最大似然负荷功率取值为历史负荷功率概率密度函数最大值对应的功率值,若无法进行计算则取默认为0。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‐ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换,但这些变更、修改或者等同替换,均在申请特批的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种面向配电网的量测上传数据准备方法,其特征在于,所述方法包括:
采集配电网的量测数据作为候选量测集;
将所述候选量测集与预先构建的基本量测集进行对比;
判断候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束;
根据判断结果,获取上传量测集;
所述根据判断结果,获取上传量测集,包括:
若所述差集不满足数据通讯约束,则将候选量测集与基本量测集的差集设定为上传量测集;
若所述差集满足数据通讯约束,遍历配电网的量测数据将配电网状态估计精度评估函数值最大的量测添加到候选量测集;以及判断添加后的候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束,直到所述差集不满足数据通讯约束为止。
2.如权利要求1所述的一种面向配电网的量测上传数据准备方法,其特征在于,所述基本量测集的构建包括:
将配电网的历史量测数据中的各非平衡节点注入有功功率与无功功率,得到基本量测集。
3.如权利要求2所述的一种面向配电网的量测上传数据准备方法,其特征在于,所述基本量测集的构建还包括:
通过所述非平衡节点的性质确定所述基本量测集中各量测数据的量测精度。
4.如权利要求3所述的一种面向配电网的量测上传数据准备方法,其特征在于,所述通过所述非平衡节点的性质确定所述基本量测集中各量测数据的量测精度,包括:
判断所述非平衡节点是否为虚拟量测节点;
当所述非平衡节点为虚拟量测节点时:所述量测精度为配电网量测集中最大精度的2倍;
否则,判断所述非平衡节点是否含有量测数据:若所述非平衡节点含有量测数据,则所述量测精度为该节点量测的最大精度;否则,所述量测精度为基本量测集中最小精度的二分之一。
5.如权利要求1所述的一种面向配电网的量测上传数据准备方法,其特征在于,所述遍历配电网的量测数据将配电网状态估计精度评估函数值最大的量测添加到候选量测集,包括:
按下式计算配电网状态估计精度评估函数值:
;
其中, 为配电网状态估计精度评估函数;a为遍历中的配电网量测集元素;A为候选量测集;H为量测雅克比矩阵;R为量测协方差矩阵;U为矩阵并集运算符;T为矩阵转置符号;trace为矩阵求迹函数。
6.如权利要求1所述的一种面向配电网的量测上传数据准备方法,其特征在于,所述判断候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束,包括:
若所述候选量测集中的元素个数小于通讯成本约束下最多允许上传的数据个数,则满足数据通讯约束;否则不满足。
7.一种面向配电网的量测上传数据准备系统,其特征在于,包括:
采集模块,用于采集配电网的量测数据作为候选量测集;
对比模块,用于将所述候选量测集与预先构建的基本量测集进行对比;
判断模块,用于判断候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束;
确定模块,用于根据判断结果,获取上传量测集;
所述确定模块包括:
确定子模块,用于若所述差集不满足数据通讯约束,则将候选量测集与基本量测集的差集设定为上传量测集;
添加子模块,用于若所述差集满足数据通讯约束,遍历配电网的量测数据将配电网状态估计精度评估函数值最大的量测添加到候选量测集;以及
判断添加后的候选量测集与基本量测集的差集是否满足数据通讯约束,直到所述差集不满足数据通讯约束为止。
8.如权利要求7所述的一种面向配电网的量测上传数据准备系统,其特征在于,所述对比模块包括:
构建子模块,用于将配电网的历史量测数据中的各非平衡节点注入有功功率与无功功率,得到基本量测集。
9.如权利要求8所述的一种面向配电网的量测上传数据准备系统,其特征在于,所述对比模块还包括:
量测精度确定子模块,用于通过所述非平衡节点的性质确定所述基本量测集中各量测数据的量测精度。
10.如权利要求9所述的一种面向配电网的量测上传数据准备系统,其特征在于,所述量测精度确定子模块,用于,
判断所述非平衡节点是否为虚拟量测节点;
当所述非平衡节点为虚拟量测节点时:所述量测精度为配电网量测集中最大精度的2倍;
否则,判断所述非平衡节点是否含有量测数据:若所述非平衡节点含有量测数据,则所述量测精度为该节点量测的最大精度;否则,所述量测精度为基本量测集中最小精度的二分之一。
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Title |
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Research_on_Reactive_Power_Optimization_based_on_Adaptive_Genetic_Simulated_Annealing_Algorithm;KEYAN LIU;《2006 International Conference on Power System Technology》;20070226;全文 * |
基于拉格朗日松弛技术的复杂有源配电网分布式状态估计;刘科研;《电力系统保护与控制》;20170801;第45卷(第15期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN110098609A (zh) | 2019-08-06 |
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