專利名稱：一種基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化領域，具體涉及一種基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)狀態(tài)估計是能量管理系統(tǒng)的基礎和核心?，F(xiàn)在幾乎每一個大型調(diào)度中心都安裝了狀態(tài)估計器，狀態(tài)估計已成為電網(wǎng)安全運行的基石。自1970國外學者首次提出狀態(tài)估計以來，人們對狀態(tài)估計的研究和應用已經(jīng)有40多年的歷史了，這期間涌現(xiàn)出了各種各樣的狀態(tài)估計方法。目前，在國內(nèi)外應用最為廣泛的狀態(tài)估計是加權(quán)最小二乘法(Weightedleastsquares，WLS)。WLS模型簡潔，求解容易，但是其抗差性很差。為了增強抗差性，一般有兩 種方法。第一種是在WLS估計之后加入不良數(shù)據(jù)辨識環(huán)節(jié)，例如最大正則化殘差檢驗法(LNR)或估計辨識方法等；另一種是采用抗差狀態(tài)估計方法(Robust state estimation)。目前，國內(nèi)外學者已經(jīng)提出的抗差狀態(tài)估計方法包括加權(quán)最小絕對值估計(Weightedleast absolute value，WLAV)、非二次準則法(QL、QC等)、以合格率最大為目標的狀態(tài)估計(Maximum normal measurement rate, MNMR)以及指數(shù)型目標函數(shù)狀態(tài)估計(Maximumexponential square, MES)等。但是這些抗差狀態(tài)估計方法普遍存在計算效率不夠高的特點，從而在一定程度上影響了它們在實際系統(tǒng)中的應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種抗差性好、計算效率高的基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計方法(Maximum exponential absolute value stateestimation, MEAV)。根據(jù)本發(fā)明實施例的基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計方法，包括步驟步驟A.提供基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計基本模型；步驟B.對所述基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計基本模型引進輔助變量，變換得到基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計等價模型；以及步驟C.利用原-對偶內(nèi)點算法，對所述基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計等價模型求解。在本發(fā)明的一個實施例中，所述基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計基本模型為_^ J(x) = Σμ； exp(-fcj-) ; s. t. g (X) =0,r=z-h (x),其中z e Rm 為量測矢量,包括節(jié)
*tfWj '
點注入有功和無功、支路有功和無功以及節(jié)點電壓幅值量測e Rn為狀態(tài)矢量，包括節(jié)點電壓幅值和平衡節(jié)點除外的其他各個節(jié)點相角；h:Rn —Rm為由狀態(tài)矢量到量測矢量的非線性映射A為殘差矢量r的第i個元素；g(x) : Rn-Rc為零注入功率等式約束；Wi為第i個量測量的權(quán)重，同是為窗寬參數(shù)。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟B包括引進非負松弛變量U，V e Rm,變換得到的所述基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計等價模型為
權(quán)利要求
1.一種基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計方法，其特征在于，包括步驟 步驟A :提供基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計基本模型； 步驟B :對所述基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計基本模型引進輔助變量，變換得到基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計等價模型；以及 步驟C :利用原-對偶內(nèi)點算法，對所述基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計等價模型求解。
2.如權(quán)利要求I所述的基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計方法，其特征在于，所述基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計基本模型為
3.如權(quán)利要求2所述的基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計方法，其特征在于，所述步驟B包括引進非負松弛變量u，V e Γ，變換得到的所述基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計等價模型為
4.如權(quán)利要求3所述的基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計方法，其特征在于，所述步驟C包括 步驟Cl :令X為平啟動狀態(tài)變量；選擇λ (°)=0及U(°)，v(°)，α (°)，β (0)>0 ;令中心參數(shù)P e (0，I)及收斂判據(jù)ε =10_3，置迭代計數(shù)器k=0 ； 步驟C2 :計算對偶間隙Gap=Ci τν+βτιι，判斷是否收斂，若Gap < ε，則轉(zhuǎn)步驟C7，否則進入步驟C3 ； 步驟C3:求解修正方程，以完成對原變量和對偶變量的修正，得到[dxT cU τ cUT]T，dv, du, da 和 dβ ； 步驟C4 :計算原問題和對偶問題的修正步長Θ P和Θ D，其中
5.如權(quán)利要求4所述的基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計方法，其特征在于，所述步驟C3包括 步驟C31 :計算擾動參數(shù)μ = P · Gap/2m ；步驟C32 :形成量測方程以及零注入功率約束對應的雅克比矩陣丑=織(*)/&及G = Cg(X)IdX，形成量測方程以及零注入功率約束對應的海森矩陣V2A(X)及V2g(X)，其中h(x)為狀態(tài)矢量到量測矢量的映射，即為量測估計值，g(x)=0為零注入功率約束；步驟 C33 :計算 Lx=Gt λ -Ht , La =g (x), L11 =z_h (x) -u+v,4f =H —ai ,4, =~ +πι ~Pi,K = aX -哎K = I，其中ω i=exp (- (UjVi) /Vi)，Wi為第i個量測量對應的權(quán)重； 步驟 C34:計算 Y =z-h (X)-u+v+AA-BB ，其中 AA, BB e Rni ，aaI = -ai (VA. + ) - h (uIllll + ),Ββ> = —ci (viLv, + )—df (w,4, + S)，、z e r 為量測矢量；
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計方法，包括步驟提供基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計基本模型；對所述基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計基本模型引進輔助變量，得到了基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計等價模型；以及利用原-對偶內(nèi)點算法，對所述基于最大指數(shù)絕對值目標函數(shù)的抗差狀態(tài)估計等價模型求解。算例分析表明，本發(fā)明具有很強的抗差性和很高的計算效率，具有良好的工程應用前景。
文檔編號H02J3/00GK102868157SQ201210335879
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者劉鋒, 陳艷波, 鄭寬, 何光宇, 梅生偉, 黃良毅, 付艷蘭 申請人:清華大學, 海南電網(wǎng)公司