電網(wǎng)不良數(shù)據(jù)辨識與估計方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及電網(wǎng)運行量測數(shù)據(jù)技術領域，尤其是一種電網(wǎng)不良數(shù)據(jù)辨識與估計方 法。
【背景技術】
[0002] 電網(wǎng)運行量測數(shù)據(jù)是電網(wǎng)風險評估、故障診斷與調度決策的技術基礎。近年來興 起的正則化拉格朗日乘子法代表著目前辨識的最高水平，該方法能夠有效區(qū)分量測殘差的 來源，實現(xiàn)了不良數(shù)據(jù)（量測錯誤）辨識。但該方法需要計算拉格朗日乘子協(xié)方差矩陣的 對角元素，運一計算十分耗時，無法滿足大規(guī)模電力系統(tǒng)實際應用的需要。另一方面，在多 個量測錯誤和參數(shù)錯誤存在的情況下，該方法需要重復多次進行狀態(tài)估計計算和參數(shù)估計 計算，效率低下，影響了該方法的實用性。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種精度更高、效率更高的電網(wǎng)不良數(shù) 據(jù)辨識與估計方法。
[0004] 本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案：運種電網(wǎng)不良數(shù)據(jù)辨識與估計方法，包 括W下步驟： 陽0化]1)讀入電網(wǎng)模型和多個量測斷面；讀入電網(wǎng)模型，并自動進行拓撲分析，生成計 算用的電網(wǎng)模型；同時讀入多個歷史量測斷面的量測數(shù)據(jù)，用于后續(xù)計算；
[0006] 2)對量測斷面逐一進行狀態(tài)估計；根據(jù)讀入的電網(wǎng)模型和量測數(shù)據(jù)，對每一個運 行斷面進行常規(guī)狀態(tài)估計計算；計算每個斷面的量測合格率，量測合格率低于設定值的斷 面不再參與后面的參數(shù)辨識與估計計算，量測合格率高于設定值的斷面參與參數(shù)辨識與估 計計算；
[0007] 3)可疑參數(shù)和量測檢測，W相關量測的總體誤差作為衡量參數(shù)或量測可疑度的 指標；每次檢測可疑參數(shù)時取最大加權量測殘差的平方作為闊值，當相關量測總體誤差小 于該闊值時，認為參數(shù)或量測可信；當相關量測總體誤差大于該闊值時，認為該參數(shù)或量測 可疑，將其歸入可疑參數(shù)/量測集；在下一步驟中，只對可疑參數(shù)/量測集中的參數(shù)進行辨 識；
[0008] 4)基于多斷面和總體誤差下降指標的參數(shù)/量測錯誤協(xié)同辨識；對可疑參數(shù)/量 測集中的參數(shù)進行辨識時，采用多個量測斷面進行聯(lián)合參數(shù)辨識；W總體誤差下降指標作 為衡量參數(shù)或者量測是否錯誤的依據(jù)，若可疑參數(shù)/量測的總體誤差下降指標大于9,則判 斷為錯誤參數(shù)或不良數(shù)據(jù)；
[0009] 5)多斷面聯(lián)合參數(shù)估計；采用多斷面聯(lián)合和加權最小二乘法將待估計參數(shù)增廣 為參數(shù)狀態(tài)量，并利用步驟2中得到的量測合格率高的各個量測斷面和每個斷面量測的估 計值，來實現(xiàn)參數(shù)估計。
[0010] 本發(fā)明有益的效果是：本發(fā)明技術方案解決了目前的參數(shù)辨識與估計技術效率低 下、精確度差的問題，提出了一種基于總體誤差下降指標的新方法，其受量測誤差和數(shù)值條 件設置的影響較小，可W在多個量測錯誤和參數(shù)錯誤同時存在的情況下，高效、精準地實現(xiàn) 量測錯誤和參數(shù)錯誤的協(xié)同辨識，無需反復迭代。同時將多個運行斷面的量測數(shù)據(jù)用于參 數(shù)估計，提高了量測冗余度，并通過算法的改進，提高數(shù)值穩(wěn)定性和計算效率，最終提高參 數(shù)錯誤辨識與估計的準確性。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明的流程圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明：
[0013] 如圖所示，運種電網(wǎng)不良數(shù)據(jù)辨識與估計方法，包括W下步驟：
[0014] 1)讀入電網(wǎng)模型和多個量測斷面；讀入電網(wǎng)模型，并自動進行拓撲分析，生成計 算用的電網(wǎng)模型；同時讀入多個歷史量測斷面的量測數(shù)據(jù)，用于后續(xù)計算；
[0015] 2)對量測斷面逐一進行狀態(tài)估計；根據(jù)讀入的電網(wǎng)模型和量測數(shù)據(jù)，對每一個運 行斷面進行常規(guī)狀態(tài)估計計算；計算每個斷面的量測合格率，量測合格率低于設定值的斷 面不再參與后面的參數(shù)辨識與估計計算，量測合格率高于設定值的斷面參與參數(shù)辨識與估 計計算；
[0016] 3)可疑參數(shù)和量測檢測，W相關量測的總體誤差作為衡量參數(shù)或量測可疑度的 指標；每次檢測可疑參數(shù)時取最大加權量測殘差的平方作為闊值，當相關量測總體誤差小 于該闊值時，認為參數(shù)或量測可信；當相關量測總體誤差大于該闊值時，認為該參數(shù)或量測 可疑，將其歸入可疑參數(shù)/量測集；在下一步驟中，只對可疑參數(shù)/量測集中的參數(shù)進行辨 識；
[0017] 4)基于多斷面和總體誤差下降指標的參數(shù)/量測錯誤協(xié)同辨識；對可疑參數(shù)/量 測集中的參數(shù)進行辨識時，采用多個量測斷面進行聯(lián)合參數(shù)辨識；W總體誤差下降指標作 為衡量參數(shù)或者量測是否錯誤的依據(jù)，若可疑參數(shù)/量測的總體誤差下降指標大于9,則判 斷為錯誤參數(shù)或不良數(shù)據(jù)；
[0018] 5)多斷面聯(lián)合參數(shù)估計；采用多斷面聯(lián)合和加權最小二乘法將待估計參數(shù)增廣 為參數(shù)狀態(tài)量，并利用步驟2中得到的量測合格率高的各個量測斷面和每個斷面量測的估 計值，來實現(xiàn)參數(shù)估計。
[0019] 參數(shù)包括線路參數(shù)及變壓器參數(shù)，線路參數(shù)包括串聯(lián)電阻、串聯(lián)電抗和并聯(lián)電納； 變壓器參數(shù)包括激磁電導、激磁電納、串聯(lián)電阻、串聯(lián)電抗和變比。
[0020] 在步驟4基于多斷面和總體誤差下降指標的參數(shù)/量測錯誤協(xié)同辨識時，
[0021] 考慮量測模型： 陽似]z = h(x，Pe)+e (1) 陽02引其中，Z表示量測向量出(X，P。）為量測方程；X為狀態(tài)向量，包括節(jié)點電壓幅值及 相位；P。為電網(wǎng)參數(shù)誤差向量；e為量測誤差向量；
[0024] 將量測誤差劃分為兩個部分，即 陽0巧] e = Ve甘 0)
[0026] 其中V?？梢闪繙y誤差向量，r為量測殘差向量。
[0027] 將似代入（1)可得
[0028] r=z-h(X，Pe)-Ve做
[0029] 將網(wǎng)絡參數(shù)向量描述為：
[0030] Pt=P+Pe(4)
[0031] 其中，P和Pt分別為假定的及真實的網(wǎng)絡參數(shù)向量；Pe是參數(shù)誤差向量。
[0032] 則存在參數(shù)錯誤及量測壞數(shù)據(jù)的加權最小二乘估計問題描述為如下的優(yōu)化問題：
[0033] Minimize:L(X，Pe,Ve)=/Wr(5)
[0034] 其中，W為權矩陣，一般取為對角矩陣，且其逆矩陣為量測協(xié)方差矩陣。
[0035] 不考慮壞數(shù)據(jù)辨識的傳統(tǒng)加權最小二乘估計假設
[0036] Pe= 0 (6)
[0037] Ve= 0 (7)
[0038] 故可W描述為下述優(yōu)化問題：
[0039] Minimize:L(X，0, 0) =r' 做
[0040] 其中，r' = z-h(x, 0)，為量測殘差向量。
[00川假設問題做收斂于解x°，在該解處對（3)進行泰勒級數(shù)展開，并保留致線性項， 則有：
[0042] r=z-h(x°+AX,Pe)-Ve
[0043] =z-h(x°, 0) -?Ax-HpPg-Vg+h.o.t
[0044] >r〇-HxAX-HpPe-Ve(9) 陽04引其中，
(10) 川）
[0048] r°=z-h(x°, 0) (12)
[0049] 為描述方便，定義
(i.3) 陽05UHs=Olp,I) (14) W巧J(AX，s) =L(x°+AX，Pe，Ve)(巧） 陽053] S表示參數(shù)及量測偏差向量；
[0054]貝IJ(9)可W改寫為 陽化5]r= ;r°-HxAX-HsS(16)
[0056] 將（16)代入（5)可得如下的線性最小二乘估計問題：
[0057] Minimize:J(Ax,S) =CfO-HxAx-HsS)TwCfO-HxAX-HsS) (17)
[0058] 問題（17)的最優(yōu)解為：
陽06U 其中，
[00 創(chuàng) 4=: A(斬歴r)-lWfW (20) 陽06引可朗t導得：
W65]由（19)及（20)可得：
[0066] 作;>7/,炒'V)-/中."-//''V) 口別
[0067] 由于x°是收斂狀態(tài)估計解，故有
[0068] 冰。。/-好,(好';歷,)-1武賊'。/ 似） W例由（2。及（2扣可推得問題（17)的目標函數(shù)如下：
(24)
[0071] 記Bk為第k步已辨識的壞數(shù)據(jù)及錯誤參數(shù)集，由（17)可得總體誤差如下：
[0072] 臉'.、?')卡-//Av' _//,、?')V-//,、?') 口、)
[0073] 假設擬對可疑量測或參數(shù)j進行檢測，定義集合
[0074] Bk'i=Bk+{j} (26) 陽075] 則相應的總體誤差為：
[0076] J ( A X、J，S、0 = (r°-Hx A X、i-Hssk' 0 Tw (r°-Hx A X、i-Hssk' 0 (27)
[0077] 定義總體誤差下降指標W衡量可疑量測或參數(shù)j的可疑度，即
[0078] A J。= J(Axk，sk)-J(Axk' i, S。） （28)
[0079] 當j對應于量測或參數(shù)時，則式（28)等于對應正則化殘差或正則化拉格郞日乘 子的平方，實用中一般W大于3的正則化殘差或正則化拉格郞日乘子作為判斷不良數(shù)據(jù)或 參數(shù)錯誤的依據(jù)，故一般W大于9的總體誤差下降量作為判斷不良數(shù)據(jù)或參數(shù)錯誤的依 據(jù)。
[0080] 本步驟