一種提高配電網狀態估計可觀測性的方法及其系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及配電網狀態估計技術領域，尤其設及一種計量數據的提高配電網狀態 估計可觀測性的方法及其系統。
【背景技術】
[0002] 狀態估計也稱為濾波，它是利用實時量測系統的冗余度來提高數據精度，自動排 除隨機干擾所引起的錯誤信息，估計或預報系統的運行狀態。按假定的量測分布模式的不 同，有不同的估計準則:加權最小二乘準則(WLS)、非二次準則、加權最小絕對值(WLAV)等。 但配電系統和輸電系統有著很大的不同，主要表現在：
[0003] 1)網絡呈福射狀，多為樹狀或梳狀，少數情況下有弱環；
[0004] 2)支路長度短且數據大，r/X大；
[0005] 3)量測類型中有較多支路電流幅值量測;量測配置嚴重不足；
[0006] 4)S相不平衡度較大。
[0007] 配電網中，量測配置相對不足，而支路電流幅值量測和節點電壓幅值量測在各種 量測類型中又占據很大的比重，并且運兩種量測的精度往往高于功率量測。因此，有效地利 用運兩種量測對增加量測冗余度，對提高狀態估計的可算性和可信度具有重要意義。目前 一些文獻中提出了利用電流、電壓幅值量測的變換方法，該方法中推導了基于修正雅可比 矩陣的迭代公式，構成了基于等效功率變換的配電網狀態估計算法。該算法具有W下優點： 信息陣與支路阻抗無關，數值穩定性好;不要求P，Q量測成對出現，對量測權重也無特殊要 求，對量測配置的適應性強;P，Q解禪迭代，計算效率高。
[0008] 但針對量測配置嚴重不足的配電網，配電網總體量測配置的冗余度還是非常低， 即使使用上述的電流型量測也無法達到狀態估計可觀測性的目的，因此，需要研究新的方 法來提高配電網的狀態估計的可觀測性，從而使狀態估計可W計算從而達到實用化的目 標，進而為后續應用軟件如配電網調度員潮流等的應用奠定基礎。

【發明內容】

[0009] 本發明所要解決的技術問題是:提供一種提高配電網狀態估計可觀測性的方法及 其系統，W提高配電網狀態估計的可觀測性。
[0010] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：
[0011] 提供一種提高配電網狀態估計可觀測性的方法，包括步驟：
[0012] 建立計量數據關系庫表；
[0013] 根據計量數據關系庫表獲取相應的配變計量信息；
[0014] 根據相似日法計算當前時刻相應的配變計量數據；
[0015] 根據實時量測點構建動態區域，該動態區域內包括實時量測信息及配變計量信 息；
[0016] 根據實時量測信息及配變計量信息對配變計量數據進行修正，并計算所有計量點 的計量值。
[0017] 與現有技術相比，本發明的方法先建立計量數據關系庫表，再根據計量數據關系 庫表獲取相應的配變計量信息，及根據相似日法計算當前時刻相應的配變計量數據，之后 根據實時量測點構建動態區域，最后根據實時量測信息及配變計量信息對配變計量數據進 行修正并計算所有計量點的計量值；即本發明的方法W實時量測信息(包括出口開關及聯 絡開關)和配變計量數據動態構成的動態區域，可先通過適當提高出口開關及聯絡開關的 量測精度及權重，再通過實時量測來修正配變計量數據，最終得到所有設備的量測信息(所 有計量點的計量值），從而提高了配電網狀態估計的可觀測性。
[0018] 相應地，本發明還提供了一種提高配電網狀態估計可觀測性的系統，包括：
[0019] 建立模塊，用于建立計量數據關系庫表；
[0020] 獲取模塊，用于根據計量數據關系庫表獲取相應的配變計量信息；
[0021 ]計算模塊，用于根據相似日法計算當前時刻相應的配變計量數據；
[0022] 構建模塊，用于根據實時量測點構建動態區域，動態區域內包括實時量測信息及 所述配變計量信息；
[0023] 修正模塊，用于根據實時量測信息及配變計量信息對配變計量數據進行修正并計 算所有計量點的計量值。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發明提高配電網狀態估計可觀測性的方法的主流程圖。
[0025] 圖2為配電負荷估計原理圖。
[0026] 圖3為圖1中步驟S103的子流程圖。
[0027] 圖4為基于相似日法計算配變計量數據的原理圖。
[0028] 圖5為圖1中修正配變計量數據的子流程圖。
[0029] 圖6為圖1中計算計量值的子流程圖。
[0030] 圖7為本發明提高配電網狀態估計可觀測性的系統的結構框圖。
[0031 ]圖8為圖7所示計算模塊的結構框圖。
[0032] 圖9為圖7所示修正模塊的結構框圖。
【具體實施方式】
[0033] 現在參考附圖描述本發明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。
[0034] 請參考圖1，本發明提高配電網狀態估計可觀測性的方法，包括步驟：
[00巧]SlOl，建立計量數據關系庫表。
[0036] S102，根據計量數據關系庫表獲取相應的配變計量信息。
[0037] S103，根據相似日法計算當前時刻相應的配變計量數據。
[0038] S104,根據實時量測點構建動態區域，該動態區域內包括實時量測信息及配變計 量信息。其中，實時量測點為出口開關或聯絡開關，按照出口開關和聯絡開關的分布情況將 整條饋線劃分為多個彼此相互獨立的動態區域，且每兩動態區域的交界處含有實時量測 點。
[0039] S105,根據實時量測信息及配變計量信息對配變計量數據進行修正，并計算所有 計量點的計量值。
[0040]需要說明的是，上述計量數據關系庫表如下所示：
[0043] 計量數據的表的表名：Elec_Acquis_Data01，Elec_Acquis_Data02 ,....共31 個 表，運31個表用來保存最近一個月的計量數據信息。根據當日的信息到相應的表中獲取相 應配變的計量信息。
[0044] 此外，為了更好地理解圖1所示本發明的流程，下面先對本發明所設及的原理做如 下說明：
[0045] 本發明利用了實時量測、準實時量測、偽量測及潮流估算原理修正配變計量數據 及計算計量值。
[0046] 其中，先對實時量測、準實時量測、偽量測做如下介紹：
[0047] (1)實時量測：是SCADA系統從裝設在饋線上的測量裝置采集到的實時數據。由于 種種原因限制，配網系統中的實時量測數量有限，一般只在某些關鍵地點才會有，例如饋線 出口處、線路上重要的開關/刀閩上、某些重負荷、聯絡開關上等。
[0048] (2)準實時量測：電量計費系統每15分鐘左右采集一次，而實時量測的采集通常是 秒級的，所W需要計算非整點的計量數據的值，運里采用相似日的方法進行處理，而相似日 法的具體處理過程將后續介紹。
[0049] (3)偽量測：對于沒有實時量測和準實時量測的配變，應增加偽量測，偽量測的來 源可W考慮計劃值和配變的容量參數。
[0050] 對于上述=種量測方式，在目前配電網自動化水平不高的情況下，實時量測不足 W保證系統可觀測，即使加上負荷準實時量測和偽量測后，量測冗余度也非常低，而且實時 量測與準實時量測、偽量測在精度上相差很大，要計算當前狀態下的電網狀態，可W認為： 實時量測是最精確的，準實時量測和偽量測誤差相對較大。但是實時量測本身還是存在誤 差，而且各個負荷點(配變)基本上沒有實時采集。基于此，本發明提出基于實時量測和偽量 測補齊實時量測，并對實時量測進行合理修正的處理方法，該方法所設及的配電負荷估計 原理圖如圖2所示。
[00川具體地，如圖2所示：
[0化2] (1)按照實時量測（圖中用#表示）的分布情況將整條饋線分成若干區域，使得各 區域互相獨立，而且要求各區域的交界處有實時量測，區域內部沒有實時量測，圖中虛線楠 圓框即為兩個區域的例子；
[0053] (2)對每一個量測區域，可根據該區域的輸入、輸出功率量測值(量測WZ表示)得 到該區域內的所有負荷和損耗之和（負荷WP表示），如圖中區域一中的所有負荷總加即可 由實時量測Z1、Z2、Z3的總加計算得到，區域二是末梢，實時量測Z3即可為區域二內所有負 荷之和；
[0054] (3)根據區域內負荷的準實時量測和偽量測，將第二步計算得到的量測區域內實 時負荷之和，按比例分配得到負荷的功率值作為其處理后的偽量測。
[0055] W區域二的有功功率計算為例說明，第二步計算可得到=個實時量測之和，即：
[0056] Z1+Z2+Z3 = Zsum (3)
[0057] 根據四個負荷的準實時量測（如果沒有準實時量測，可用偽量測代替），可得到負 荷總加，即：
[005引 Pl+P2+P3+P4 = Psum (4)
[0059] 實際情況下顯然Zsum = Psum,但由于量測精度不同，二者很可能不相等，由于Zsum的 精度遠大于Psum,因此先假設Zsum是準確的，每個負荷的功率分配值由下式計算得到：
[0060] Pi' =Zs 皿*(Pi/Psum) 巧）
[0061 ]如果有相應的無功量測，則可按上述有功功率的方法計算無功負荷值;如果沒有 無功量測，可根據有功量測和功率因數經驗值計算。
[0062] 接著，對潮流估算做如下介紹：
[0063] 因為實時采集數據不是完全準確的，可能存在估算出的負荷與區域邊界開關上的 量測之間不完全匹配的問題。所W要對初次分配出的負荷進行進一步校準、修正。根據公式 (5)計算得到負荷值，采用前推回代法進行初步潮流估算，得到各區域邊界開關校準后的潮 流值，再W運個初步估算的潮流值按公式(5)的原理，進行二次負荷分配，則得到最終的負 荷分配結果，基于運個負荷分配結果，進行潮流計算，得到整個饋線上的潮流分布。
[0064] 基于上述對本發明所設及原理的介紹，現在請參考圖3及圖4,圖1所示步驟S103具 體包括：
[0065] S1031，間隔地采集數據，設采集到X0、X1、X2S個時刻的數據;具體地，電量計費系 統每15分鐘左右采集一次，假設X0，X1為整點的15分鐘可W采集的數據。
[0066] S1032,根據時刻Xl和X2的相應值及公式(6)計算相似日的斜率K;
[0067] S1033,根據斜率K及公式(7)計算時刻Xl的配變計量數據；
[0068] 其中，公式(6)、（7)如下：
(6)
[0070] y = y〇+K (Xi-Xo) (7)
[OOW x0、xl為時刻XO和Xl的時標，誠1，￥41)、怖1，￥82)分別為時刻乂巧盼2的相應值，1(為 斜率，yo為時刻XO的配變計量數據，y為時刻Xl的配變計量數據。
[0072] 具體地，再請參考圖5,修正配變計量數據具體包括：
[0073] S1051，采集動態區域內的配變負荷的初始計量值；
[0074] S1052,根