專利名稱：一種基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計方法
技術領域：
本發明屬于電力系統調度自動化領域，具體涉及一種基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計方法。
背景技術：
電力系統狀態估計是能量管理系統的基礎和核心。現在幾乎每一個大型調度中心都安裝了狀態估計器，狀態估計已成為電網安全運行的基石。自1970國外學者首次提出狀態估計以來，人們對狀態估計的研究和應用已經有40多年的歷史了，這期間涌現出了各種各樣的狀態估計方法。目前，在國內外應用最為廣泛的狀態估計是加權最小二乘法(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據辨識環節，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估計方法(Robust state estimation)。目前，國內外學者已經提出的抗差狀態估計方法包括加權最小絕對值估計(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估計(Maximum normal measurement rate, MNMR)以及指數型目標函數狀態估計(Maximumexponential square, MES)等。但是這些抗差狀態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中的應用。

發明內容
本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。為此，本發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絕對值目標函數的抗差狀態估計方法(Maximum exponential absolute value stateestimation, MEAV)。根據本發明實施例的基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計方法，包括步驟步驟A.提供基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計基本模型；步驟B.對所述基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計基本模型引進輔助變量，變換得到基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計等價模型；以及步驟C.利用原-對偶內點算法，對所述基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計等價模型求解。在本發明的一個實施例中，所述基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計基本模型為_^ 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
*tfWj '
點注入有功和無功、支路有功和無功以及節點電壓幅值量測e Rn為狀態矢量，包括節點電壓幅值和平衡節點除外的其他各個節點相角；h:Rn —Rm為由狀態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個量測量的權重，同是為窗寬參數。
在本發明的一個實施例中，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絕對值目標函數的抗差狀態估計等價模型為
權利要求
1.一種基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計方法，其特征在于，包括步驟 步驟A :提供基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計基本模型； 步驟B :對所述基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計基本模型引進輔助變量，變換得到基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計等價模型；以及 步驟C :利用原-對偶內點算法，對所述基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計等價模型求解。
2.如權利要求I所述的基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計方法，其特征在于，所述基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計基本模型為
3.如權利要求2所述的基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計方法，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絕對值目標函數的抗差狀態估計等價模型為
4.如權利要求3所述的基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計方法，其特征在于，所述步驟C包括 步驟Cl :令X為平啟動狀態變量；選擇λ (°)=0及U(°)，v(°)，α (°)，β (0)>0 ;令中心參數P e (0，I)及收斂判據ε =10_3，置迭代計數器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.如權利要求4所述的基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計方法，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
本發明提出一種基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計方法，包括步驟提供基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計基本模型；對所述基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計基本模型引進輔助變量，得到了基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計等價模型；以及利用原-對偶內點算法，對所述基于最大指數絕對值目標函數的抗差狀態估計等價模型求解。算例分析表明，本發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 優先權日2012年9月11日
發明者劉鋒, 陳艷波, 鄭寬, 何光宇, 梅生偉, 黃良毅, 付艷蘭 申請人:清華大學, 海南電網公司