基于預(yù)估和校正算法的外網(wǎng)量測(cè)采樣誤差修正方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種基于預(yù)估和校正算法的外網(wǎng)量測(cè)采樣誤差修正方法。包括：分布式狀態(tài)估計(jì)計(jì)算啟動(dòng)后，主子系統(tǒng)和從子系統(tǒng)分別獲取用于計(jì)算量測(cè)斷面時(shí)差的參數(shù)；從子系統(tǒng)將獲取的用于計(jì)算量測(cè)斷面時(shí)差的參數(shù)發(fā)送至主子系統(tǒng)；主子系統(tǒng)計(jì)算測(cè)量斷面時(shí)差并將所述測(cè)量斷面時(shí)差發(fā)送至從子系統(tǒng)；從子系統(tǒng)根據(jù)量測(cè)斷面時(shí)差修正各測(cè)點(diǎn)的量測(cè)值。本發(fā)明應(yīng)用于分布式狀態(tài)估計(jì)計(jì)算之前，對(duì)參與計(jì)算的各控制中心的量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，以減少邊界區(qū)域的估計(jì)誤差，從而使所有參與分布式狀態(tài)估計(jì)計(jì)算的子系統(tǒng)邊界區(qū)域初始量測(cè)信息基本一致，保證了各子系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)量測(cè)信息與發(fā)起計(jì)算系統(tǒng)本地量測(cè)信息的一致性，提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性。
【專利說(shuō)明】基于預(yù)估和校正算法的外網(wǎng)量測(cè)采樣誤差修正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于預(yù)估和校正算法的外網(wǎng)量測(cè)采樣誤差修正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)之一就是電網(wǎng)互聯(lián)，另外大規(guī)模風(fēng)電等新能源接入對(duì)網(wǎng)絡(luò)潮流和動(dòng)態(tài)特性的影響擴(kuò)大至全網(wǎng)范圍，客觀上要求電網(wǎng)相關(guān)各控制中心(系統(tǒng))通過(guò)互聯(lián)系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)建立全網(wǎng)統(tǒng)一的在線計(jì)算模型。實(shí)際運(yùn)行中，各個(gè)控制中心只負(fù)責(zé)監(jiān)管自己所屬區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)，各自按照一定周期通過(guò)SCADA系統(tǒng)獲取本地電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)計(jì)算。由于各控制中心狀態(tài)估計(jì)獲取數(shù)據(jù)時(shí)刻彼此不一致，控制中心之間的分布式狀態(tài)估計(jì)計(jì)算時(shí)，采用來(lái)自不同控制中心的量測(cè)數(shù)據(jù)是有時(shí)差的，這將帶來(lái)外網(wǎng)估計(jì)誤差，影響狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確性。由于來(lái)自SCADA的量測(cè)采樣數(shù)據(jù)沒(méi)有時(shí)標(biāo)信息，導(dǎo)致來(lái)自不同控制中心的量測(cè)斷面的時(shí)差難以直接獲取，從而無(wú)法直接按照量測(cè)斷面時(shí)差對(duì)外網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。
[0003]實(shí)際電網(wǎng)控制中心之間往往具有較大重疊建模區(qū)域，利用不同控制中心重疊建模區(qū)域的相同測(cè)點(diǎn)不同量測(cè)值這一特點(diǎn)，根據(jù)重疊區(qū)各測(cè)點(diǎn)量測(cè)變化曲線，預(yù)估出兩系統(tǒng)實(shí)際斷面時(shí)差，其他相鄰子系統(tǒng)根據(jù)斷面時(shí)差對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，使參與分布式計(jì)算的所有控制中心的量測(cè)斷面處于同一時(shí)刻下，提高分布式狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確性。
[0004]文獻(xiàn)I (趙紅嘎，薛禹勝，高翔，潘勇偉，岑宗浩，李碧君.《量測(cè)量的時(shí)延差對(duì)狀態(tài)估計(jì)的影響及其對(duì)策[J]》.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004，21:12-16)中分析了量測(cè)時(shí)延對(duì)狀態(tài)估計(jì)精度的影響，并依據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)延均勻分布模型提出了處理方法。但該方法并不適用轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)和直接采集的數(shù)據(jù)并存的情形。
[0005]對(duì)于量測(cè)時(shí)延問(wèn)題，文獻(xiàn)2 (Leou, R.C., Lu, C.N.Adjustment of the ExternalNetwork’s Measurements and its Effect on the Power Mismatch.Thirty-Forth IASAnnual Meeting[C], 1999，102 (3): 2072-2076)提出了兩種新的預(yù)測(cè)模型提高精確度，分別是winters季節(jié)自回歸模型和自回歸移動(dòng)平均模型，但該方法的計(jì)算精度難以保證。
[0006]文獻(xiàn) 3 (SU C L, LU C N.1nterconnected network state estimation usingrandomly delayed measurement s.1EEE Trans on Power Systems,2001,16(4):8702878)假定量測(cè)數(shù)據(jù)遵循特定的分布，并提出了隨機(jī)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法來(lái)解決時(shí)延問(wèn)題，但該算法的計(jì)算復(fù)雜。
[0007]文獻(xiàn)4 (顧全，陳根軍，陳松林，李九虎，唐國(guó)慶，于爾鏗.《量測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)差補(bǔ)償狀態(tài)估計(jì)方法[J]》.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，08:44-47)中根據(jù)不同的量測(cè)的時(shí)延，引入相應(yīng)的時(shí)差補(bǔ)償因子，利用連續(xù)兩個(gè)數(shù)據(jù)斷面的量測(cè)數(shù)據(jù)變化量和時(shí)差補(bǔ)償因子來(lái)修正延時(shí)的量測(cè)，以處理量測(cè)時(shí)延問(wèn)題。此方法沒(méi)有給出求取斷面時(shí)延的具體方法，而是認(rèn)為量測(cè)時(shí)延已知，并將其轉(zhuǎn)化為補(bǔ)償因子，引入狀態(tài)估計(jì)量測(cè)方程。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于預(yù)估和校正算法的外網(wǎng)量測(cè)采樣誤差修正方法，利用不同控制中心重疊建模區(qū)域的相同測(cè)點(diǎn)不同量測(cè)值這一特點(diǎn)，根據(jù)重疊區(qū)各測(cè)點(diǎn)量測(cè)變化曲線，預(yù)估出兩系統(tǒng)實(shí)際斷面時(shí)差，主子系統(tǒng)再將預(yù)估出的斷面時(shí)差發(fā)送給相鄰的其他子系統(tǒng)，其他子系統(tǒng)根據(jù)斷面時(shí)差對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，使參與分布式狀態(tài)估計(jì)計(jì)算的所有控制中心的量測(cè)斷面處于同一時(shí)刻下，提高分布式狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確性。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種基于預(yù)估和校正算法的外網(wǎng)量測(cè)采樣誤差修正方法，其特征是所述方法包括:
[0010]步驟1:分布式狀態(tài)估計(jì)計(jì)算啟動(dòng)后，主子系統(tǒng)和從子系統(tǒng)分別獲取用于計(jì)算量測(cè)斷面時(shí)差的參數(shù)；
[0011]所述主子系統(tǒng)是發(fā)起計(jì)算的子系統(tǒng)；
[0012]步驟2:從子系統(tǒng)將獲取的用于計(jì)算量測(cè)斷面時(shí)差的參數(shù)發(fā)送至主子系統(tǒng)；
[0013]步驟3:主子系統(tǒng)計(jì)算測(cè)量斷面時(shí)差并將所述測(cè)量斷面時(shí)差發(fā)送至從子系統(tǒng)；
[0014]步驟4:從子系統(tǒng)根據(jù)量測(cè)斷面時(shí)差修正各測(cè)點(diǎn)的量測(cè)值。
[0015]所述主子系統(tǒng)獲取用于計(jì)算量測(cè)斷面時(shí)差的參數(shù)包括:主子系統(tǒng)根據(jù)自身存儲(chǔ)的重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面，提取各測(cè)點(diǎn)最近I個(gè)周期的量測(cè)值，記為第一量測(cè)值Siil ;求取各測(cè)點(diǎn)第一量測(cè)變化近似直線的斜率Ku、各測(cè)點(diǎn)第二量測(cè)變化近似直線的斜率Ku和各測(cè)點(diǎn)在第一回歸直線上的投影縱坐標(biāo)Sliy ；
[0016]其中，i = 1，2，...，η，η為重疊區(qū)域的測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)；
[0017]所述求取各測(cè)點(diǎn)第一量測(cè)變化近似直線的斜率Km包括如下子步驟:
[0018]子步驟Al:主子系統(tǒng)從自身存儲(chǔ)的重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面中提取各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值；其中，P為設(shè)定值；
[0019]子步驟Α2:利用各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值預(yù)測(cè)各測(cè)點(diǎn)下一個(gè)周期的量測(cè)值；
[0020]子步驟A3:將各測(cè)點(diǎn)最近I個(gè)周期的量測(cè)值和預(yù)測(cè)的各測(cè)點(diǎn)下一個(gè)周期的量測(cè)值相連，得到各測(cè)點(diǎn)第一量測(cè)變化近似直線；
[0021]子步驟Α4:計(jì)算各測(cè)點(diǎn)第一量測(cè)變化近似直線的斜率ΚΜ。
[0022]所述求取各測(cè)點(diǎn)第二量測(cè)變化近似直線的斜率Kii2包括如下子步驟:
[0023]子步驟B1:主子系統(tǒng)從自身存儲(chǔ)的重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面中提取各測(cè)點(diǎn)最近2個(gè)周期的量測(cè)值；
[0024]子步驟Β2:將各測(cè)點(diǎn)最近2個(gè)周期的量測(cè)值相連，得到各測(cè)點(diǎn)第二量測(cè)變化近似直線；
[0025]子步驟Β3:計(jì)算各測(cè)點(diǎn)第二量測(cè)變化近似直線的斜率Ki,
[0026]所述求取各測(cè)點(diǎn)在第一回歸直線上的投影縱坐標(biāo)Smy包括如下子步驟:
[0027]子步驟Cl:主子系統(tǒng)從自身存儲(chǔ)的重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面提取各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值；其中，P為設(shè)定值；
[0028]子步驟C2:根據(jù)各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值，計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的第一回歸直線；
[0029]子步驟C3:將各測(cè)點(diǎn)最近I個(gè)周期的量測(cè)值投影到該測(cè)點(diǎn)的第一回歸直線上；
[0030]子步驟C4:計(jì)算投影點(diǎn)的縱坐標(biāo)Si, 1Υ。
[0031]所述從子系統(tǒng)獲取用于計(jì)算量測(cè)斷面時(shí)差的參數(shù)包括，從子系統(tǒng)根據(jù)自身存儲(chǔ)的重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面，提取各測(cè)點(diǎn)最近一個(gè)周期的量測(cè)值，記為第二量測(cè)值Si, 2 ;求取各測(cè)點(diǎn)在第二回歸直線上的投影縱坐標(biāo)Si，2Y ；
[0032]其中，i = I, 2,...,η, η為重疊區(qū)域的測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)。
[0033]所述求取各測(cè)點(diǎn)在第二回歸直線上的投影縱坐標(biāo)S12y包括如下子步驟:
[0034]子步驟Dl:從子系統(tǒng)提取重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面中各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值；其中，P為設(shè)定值；
[0035]子步驟D2:根據(jù)提取的各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值，計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的第二回歸直線.-^4 ，
[0036]子步驟D3:將各測(cè)點(diǎn)最近I個(gè)周期的量測(cè)值投影到該測(cè)點(diǎn)的第二回歸直線上；
[0037]子步驟D4:計(jì)算投影點(diǎn)的縱坐標(biāo)Si,2Υ。
[0038]所述計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的時(shí)差具體包括如下子步驟:
[0039]子步驟El:令 i = 1，N1 = 0，N2 = O ;
[0040]子步驟E2:當(dāng)測(cè)點(diǎn)i滿足DO且51，2#1，?，或者1^2〈0且5^冷，?時(shí)，則令& =N1+!；
[0041]當(dāng)測(cè)點(diǎn)i 滿足 Ki,2〈0 且 Si, WS^iy，或者 1，2>0 且 Si,PS^iy 時(shí)，則令 N2 = N2+1 ；
[0042]子步驟E3:如果i≥n，則執(zhí)行子步驟E4 ;否則，令i = i+Ι，返回子步驟E2 ；
[0043]子步驟E4:如果N1≥N2,則根據(jù)公式Λ tj = (Sj,「Sj，2) /Kj,2計(jì)算測(cè)點(diǎn)j的時(shí)差；如果&〈隊(duì)，則根據(jù)公式Atj = (S11-Sji2)/Kjil計(jì)算測(cè)點(diǎn)j的時(shí)差；
[0044]其中，j = I, 2,...,η, η為重疊區(qū)域的測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)。




[0045]所述量測(cè)斷面時(shí)差的計(jì)算公式為
【權(quán)利要求】
1.一種基于預(yù)估和校正算法的外網(wǎng)量測(cè)采樣誤差修正方法，其特征是所述方法包括: 步驟1:分布式狀態(tài)估計(jì)計(jì)算啟動(dòng)后，主子系統(tǒng)和從子系統(tǒng)分別獲取用于計(jì)算量測(cè)斷面時(shí)差的參數(shù)； 所述主子系統(tǒng)是發(fā)起計(jì)算的子系統(tǒng)； 步驟2:從子系統(tǒng)將獲取的用于計(jì)算量測(cè)斷面時(shí)差的參數(shù)發(fā)送至主子系統(tǒng)； 步驟3:主子系統(tǒng)計(jì)算測(cè)量斷面時(shí)差并將所述測(cè)量斷面時(shí)差發(fā)送至從子系統(tǒng)； 步驟4:從子系統(tǒng)根據(jù)量測(cè)斷面時(shí)差修正各測(cè)點(diǎn)的量測(cè)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述主子系統(tǒng)獲取用于計(jì)算量測(cè)斷面時(shí)差的參數(shù)包括:主子系統(tǒng)根據(jù)自身存儲(chǔ)的重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面，提取各測(cè)點(diǎn)最近I個(gè)周期的量測(cè)值，記為第一量測(cè)值Sm ;求取各測(cè)點(diǎn)第一量測(cè)變化近似直線的斜率ΚΜ、各測(cè)點(diǎn)第二量測(cè)變化近似直線的斜率K。和各測(cè)點(diǎn)在第一回歸直線上的投影縱坐標(biāo)Sliy ； 其中，i = 1，2，...，η，η為重疊區(qū)域的測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述求取各測(cè)點(diǎn)第一量測(cè)變化近似直線的斜率Km包括如下子步驟: 子步驟Al:主子系統(tǒng)從自身存儲(chǔ)的重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面中提取各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值；其中，P為設(shè)定值； 子步驟Α2:利用各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值預(yù)測(cè)各測(cè)點(diǎn)下一個(gè)周期的量測(cè)值；子步驟A3:將各測(cè)點(diǎn)最近I個(gè)周期的量測(cè)值和預(yù)測(cè)的各測(cè)點(diǎn)下一個(gè)周期的量測(cè)值相連，得到各測(cè)點(diǎn)第一量測(cè)變化近似直線； 子步驟Α4:計(jì)算各測(cè)點(diǎn)第一量測(cè)變化近似直線的斜率ΚΜ。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述求取各測(cè)點(diǎn)第二量測(cè)變化近似直線的斜率Km包括如下子步驟: 子步驟B1:主子系統(tǒng)從自身存儲(chǔ)的重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面中提取各測(cè)點(diǎn)最近2個(gè)周期的量測(cè)值； 子步驟Β2:將各測(cè)點(diǎn)最近2個(gè)周期的量測(cè)值相連，得到各測(cè)點(diǎn)第二量測(cè)變化近似直線.-^4 ， 子步驟Β3:計(jì)算各測(cè)點(diǎn)第二量測(cè)變化近似直線的斜率Ki,
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述求取各測(cè)點(diǎn)在第一回歸直線上的投影縱坐標(biāo)Smy包括如下子步驟: 子步驟Cl:主子系統(tǒng)從自身存儲(chǔ)的重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面提取各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值；其中，P為設(shè)定值； 子步驟C2:根據(jù)各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值，計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的第一回歸直線； 子步驟C3:將各測(cè)點(diǎn)最近I個(gè)周期的量測(cè)值投影到該測(cè)點(diǎn)的第一回歸直線上； 子步驟C4:計(jì)算投影點(diǎn)的縱坐標(biāo)Si，1Y。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征是所述從子系統(tǒng)獲取用于計(jì)算量測(cè)斷面時(shí)差的參數(shù)包括，從子系統(tǒng)根據(jù)自身存儲(chǔ)的重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面，提取各測(cè)點(diǎn)最近一個(gè)周期的量測(cè)值，記為第二量測(cè)值Sm ;求取各測(cè)點(diǎn)在第二回歸直線上的投影縱坐標(biāo)Smy ； 其中，i = 1，2，...，η，η為重疊區(qū)域的測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征是所述求取各測(cè)點(diǎn)在第二回歸直線上的投影縱坐標(biāo)Smy包括如下子步驟: 子步驟Dl:從子系統(tǒng)提取重疊區(qū)域的歷史量測(cè)斷面中各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值；其中，P為設(shè)定值； 子步驟D2:根據(jù)提取的各測(cè)點(diǎn)最近P個(gè)周期的量測(cè)值，計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的第二回歸直線； 子步驟D3:將各測(cè)點(diǎn)最近I個(gè)周期的量測(cè)值投影到該測(cè)點(diǎn)的第二回歸直線上； 子步驟D4:計(jì)算投影點(diǎn)的縱坐標(biāo)Si，2Y。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是所述計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的時(shí)差具體包括如下子步驟:
子步驟 El:令 i = 1，N1 = O，N2 = O ; 子步驟E2:當(dāng)測(cè)點(diǎn)i滿足1，2>0且Si’2Y<Si’1Y，或者1，2〈0且Si^SiM時(shí)，則令N1 = N1+!； 當(dāng)測(cè)點(diǎn) i 滿足 1，2〈0 且，或者 Ki,2>0 且 Si,= N2+1 ； 子步驟E3:如果i > n，則執(zhí)行子步驟E4 ;否則，令i = i+Ι，返回子步驟E2 ； 子步驟E4:如果N1 ^ N2，則根據(jù)公式Atj = (Sju-Sj-2)/Kji2計(jì)算測(cè)點(diǎn)j的時(shí)差；如果N^N2，則根據(jù)公式Atj = (Sjjl-Sjj2)Ajjl計(jì)算測(cè)點(diǎn)j的時(shí)差； 其中，j = 1，2，...，η，η為重疊區(qū)域的測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征是所述量測(cè)斷面時(shí)差的計(jì)算公式為
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征是所述步驟4包括如下子步驟: 子步驟Fl:從子系統(tǒng)根據(jù)子系統(tǒng)歷史量測(cè)斷面擬合各測(cè)點(diǎn)量測(cè)變化曲線，具體為: 當(dāng)AT12≥ O時(shí)，從子系統(tǒng)利用歷史量測(cè)斷面提取各測(cè)點(diǎn)最近q個(gè)周期的量測(cè)值，根據(jù)提取的量測(cè)值預(yù)測(cè)各測(cè)點(diǎn)下一個(gè)周期的量測(cè)值，再根據(jù)各測(cè)點(diǎn)最近q_l個(gè)周期的量測(cè)值和預(yù)測(cè)的各測(cè)點(diǎn)下一個(gè)周期的量測(cè)值，擬合得到各測(cè)點(diǎn)量測(cè)變化曲線f(t)； 當(dāng)Λ Τ12〈0時(shí)，從子系統(tǒng)利用歷史量測(cè)斷面提取各測(cè)點(diǎn)最近q個(gè)周期的量測(cè)值，根據(jù)各測(cè)點(diǎn)最近q個(gè)周期的量測(cè)值，擬合得到各測(cè)點(diǎn)量測(cè)變化曲線f(t)； 其中，q為設(shè)定值，t為量測(cè)時(shí)刻； 子步驟F2:采用公式=/(/ + Δ?,)修正從子系統(tǒng)各測(cè)點(diǎn)i的量測(cè)值； |2為修正后從子系統(tǒng)的量測(cè)斷面中測(cè)點(diǎn)i的量測(cè)值； i= 1，2，...，m，m為從子系統(tǒng)的量測(cè)斷面的測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103955623SQ201410206710
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】張海波, 李鵬華 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)