一種基于直流潮流模型的有功不良數(shù)據(jù)辨識方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種通過量測組合計(jì)算得到多組狀態(tài) 量，然后對其進(jìn)行聚類分析，快速地辨識出有功功率不良數(shù)據(jù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 不良的量測數(shù)據(jù)，又稱為壞數(shù)據(jù)，是指偏離真實(shí)變化軌跡較遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)，不良數(shù)據(jù)的 存在可能導(dǎo)致狀態(tài)估計(jì)結(jié)果受到污染。不良數(shù)據(jù)檢測和辨識是判斷某次量測量中是否存在 不良數(shù)據(jù)，并確定哪些量測量為不良數(shù)據(jù)。目前不良數(shù)據(jù)辨識的主要方法有殘差捜索法、W 非二次準(zhǔn)則估計(jì)為基礎(chǔ)的方法W及量測量突變檢測法。殘差捜索法一般只能辨識單個(gè)不良 數(shù)據(jù)，而且需要進(jìn)行多次狀態(tài)估計(jì)迭代，實(shí)時(shí)性差；W非二次準(zhǔn)則估計(jì)為基礎(chǔ)的方法具有很 強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性，一般只能辨識單個(gè)不良或弱相關(guān)的多個(gè)不良，由于不能完全排除不良的影響， 并非最優(yōu)估計(jì)；量測量突變檢測法有效的前提是相鄰采樣時(shí)刻的電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不變，且前 一個(gè)采樣時(shí)刻的量測數(shù)據(jù)中的壞數(shù)據(jù)已經(jīng)被檢測出來并得到修正。
[0003] 目前已有的研究大多基于殘差進(jìn)行研究，屬于估計(jì)后辨識，對估計(jì)前辨識技術(shù)的 研究較少。在估計(jì)計(jì)算前對不良數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，防止不良數(shù)據(jù)進(jìn)入狀態(tài)估計(jì)器是電力系統(tǒng) 狀態(tài)估計(jì)研究的重要課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于直流潮流模型的有功不良數(shù)據(jù)辨識 方法。
[0005] 本發(fā)明包括W下步驟：
[0006] 步驟一：取出下一個(gè)節(jié)點(diǎn)及其有功量測，W及與該節(jié)點(diǎn)相連支路上的有功量測，如 果節(jié)點(diǎn)上沒有有功量測，則進(jìn)入步驟五。
[0007] 步驟二：利用傳統(tǒng)的檢測方法判斷是否存在不良數(shù)據(jù)，如果沒有不良數(shù)據(jù)則轉(zhuǎn)步 驟一。
[0008] 步驟=:計(jì)算當(dāng)前節(jié)點(diǎn)i的所有狀態(tài)量。
[0009] 設(shè)該節(jié)點(diǎn)與m個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，使用直流潮流模型，W支路兩端相角差[0 11，0 12,… ，0J為狀態(tài)變量。對于其中一條支路，該支路兩端節(jié)點(diǎn)的相角差計(jì)算公式如下：
[0010]目ik二P ikXik (1)
[0011] 其中Pik為從節(jié)點(diǎn)i和流向節(jié)點(diǎn)k的有功功率，XIk為節(jié)點(diǎn)i至節(jié)點(diǎn)k支路的電抗。
[0012] 選取不同的有功量測組合得到狀態(tài)變量的不同計(jì)算值，將每種量測組合稱為一個(gè) case,選取的方法如下：
[0013] (1)每條支路上選擇一個(gè)有功功率量測作為式（1)中的支路有功，對于支路末端 有功量測Pki需要取反，則可W得到m個(gè)方程。
[0014](2)選取節(jié)點(diǎn)上的有功量測，然后選取m-1條支路，并在每條支路上選取一個(gè)有功 功率，并通過節(jié)點(diǎn)功率平衡方程式計(jì)算出沒被選中的支路上的有功功率，從而計(jì)算出狀態(tài) 量。
[0015] 通過計(jì)算所有的case,可W得到多組狀態(tài)量。
[0016] 步驟四：對上述狀態(tài)進(jìn)行聚類分析，根據(jù)判據(jù)辨識量測中的不良數(shù)據(jù)：
[0017] 根據(jù)狀態(tài)量用K-means算法將所有case聚成兩類，分別記作豕和f。對方中所有 量測組合取交集，結(jié)果記作品；對冢中所有量測組合取交集，結(jié)果記作完。品和完的并集 為包含不良數(shù)據(jù)的量測集合。
[0018] 步驟五：判斷所有節(jié)點(diǎn)是否都已經(jīng)處理完畢，如果是，則完成，如果否，則返回步驟 O
[0019] 本發(fā)明不需要依賴估計(jì)殘差，也不需要知道量測的權(quán)重、分布等信息，只要有量測 值即可進(jìn)行分析，對支路、節(jié)點(diǎn)逐個(gè)進(jìn)行壞數(shù)據(jù)檢測，檢測速度快，且易于使用并行方式處 理，非常適合在狀態(tài)估計(jì)之前對量測進(jìn)行在線預(yù)處理。
【附圖說明】
[0020] 圖1為單個(gè)節(jié)點(diǎn)及其相連支路圖；
[0021] 圖2為4節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)量測配置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] W下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[002引圖1為單個(gè)節(jié)點(diǎn)及其相連支路圖，W下W圖2所示4節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)量測配置圖為例，該 系統(tǒng)數(shù)據(jù)見表1。
[0024] 表1支路數(shù)據(jù)表
[0026] 該系統(tǒng)潮流數(shù)據(jù)真實(shí)值和量測值如表2所示。
[0027] 表2真實(shí)值和正常量測值（單位為MW/MVar)

[002引令P。為不良數(shù)據(jù)，值為-30. 1MW。
[0030] W下計(jì)算中采用標(biāo)么值（功率基準(zhǔn)值取100MVA)。
[0031] 從節(jié)點(diǎn)1開始辨識，具體過程如下：
[003引 1.節(jié)點(diǎn)1
[003引步驟一：取節(jié)點(diǎn)1及其有功量測Pi, W及與該節(jié)點(diǎn)相連支路上的有功量測P。、P。、 ?31。
[0034] 步驟二：利用傳統(tǒng)的檢測方法判斷出該節(jié)點(diǎn)存在不良數(shù)據(jù)。
[0035] 步驟=:計(jì)算節(jié)點(diǎn)1的所有狀態(tài)量：
[0036] 選取的量測組合、狀態(tài)變量計(jì)算式和計(jì)算結(jié)果如表3所示：
[0037] 表3節(jié)點(diǎn)1的所有量測組合及狀態(tài)變量計(jì)算結(jié)果
[0039] 步驟四：對上述狀態(tài)進(jìn)行聚類分析，聚類方法采用K-means，結(jié)果表4所示：
[0040] 表4節(jié)點(diǎn)1的狀態(tài)變量聚類結(jié)果
[0041]

[0042]對第0類的所有量測組合取交集得巧13}，對第I類的所有量測組合取交集得留，故 節(jié)點(diǎn)1不良數(shù)據(jù)辨識的結(jié)果為巧13}。
[004引步驟五：還有節(jié)點(diǎn)未處理，跳轉(zhuǎn)至步驟一，取節(jié)點(diǎn)2進(jìn)行分析。
[0044] 2.節(jié)點(diǎn) 2
[0045] 步驟一：取節(jié)點(diǎn)2,該節(jié)點(diǎn)無注入有功量測，轉(zhuǎn)至步驟五。
[004引步驟五：還有節(jié)點(diǎn)未處理，跳轉(zhuǎn)至步驟一，取節(jié)點(diǎn)3進(jìn)行分析。
[0047] 3.節(jié)點(diǎn) 3
[0048] 步驟一：取節(jié)點(diǎn)3及其有功量測P3, W及與該節(jié)點(diǎn)相連支路上的有功量測P31、P32、 ?34、Pl3。
[0049] 步驟二：利用傳統(tǒng)的檢測方法判斷出該節(jié)點(diǎn)存在不良數(shù)據(jù)。
[0050] 步驟=:計(jì)算節(jié)點(diǎn)3的所有狀態(tài)量：
[0051] 選取的量測組合、狀態(tài)變量計(jì)算式和計(jì)算結(jié)果如表5所示：
[0052] 表5節(jié)點(diǎn)3的所有量測組合及狀態(tài)變量計(jì)算結(jié)果
[0053]
[0054] 步驟四：對上述狀態(tài)進(jìn)行聚類分析，聚類方法采用K-means，結(jié)果表6所示：
[00巧]表6節(jié)點(diǎn)3的狀態(tài)變量聚類結(jié)果

[0057] 對第0類的所有量測組合取交集得資，對第I類的所有量測組合取交集得巧13}，故 節(jié)點(diǎn)3的不良數(shù)據(jù)辨識的結(jié)果為巧13}。
[0058] 步驟五：還有節(jié)點(diǎn)未處理，跳轉(zhuǎn)至步驟一，取節(jié)點(diǎn)4進(jìn)行分析。
[005引4.節(jié)點(diǎn)4
[0060] 步驟一：取節(jié)點(diǎn)4,該節(jié)點(diǎn)無注入有功量測，轉(zhuǎn)至步驟五。
[0061] 步驟五：所有節(jié)點(diǎn)處理完畢，結(jié)束。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于直流潮流模型的有功不良數(shù)據(jù)辨識方法，其特征在于該方法包括以下步 驟： 步驟一：取出下一個(gè)節(jié)點(diǎn)及其有功量測，以及與該節(jié)點(diǎn)相連支路上的有功量測，如果節(jié) 點(diǎn)上沒有有功量測，則進(jìn)入步驟五； 步驟二：判斷是否存在壞數(shù)據(jù)，如果沒有壞數(shù)據(jù)則轉(zhuǎn)步驟一； 步驟三：計(jì)算當(dāng)前節(jié)點(diǎn)i的所有狀態(tài)量： 設(shè)該節(jié)點(diǎn)與m個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，使用直流潮流模型，以支路兩端相角差I(lǐng)iqiDqi2, ·· ^qiJ為狀態(tài)變量；對于其中一條支路，該支路兩端節(jié)點(diǎn)的相角差計(jì)算公式如下： Qlk= P lkXlk⑴ 其中Plk為從節(jié)點(diǎn)i和流向節(jié)點(diǎn)k的有功功率，Xlk為節(jié)點(diǎn)i至節(jié)點(diǎn)k支路的電抗； 選取不同的有功量測組合得到狀態(tài)變量的不同計(jì)算值，將每種量測組合稱為一個(gè) case，選取的方法如下： (1) 每條支路上選擇一個(gè)有功功率量測作為式（1)中的支路有功，對于支路末端有功 量測Pkl需要取反，則可以得到m個(gè)方程； (2) 選取節(jié)點(diǎn)上的有功量測，然后選取m-Ι條支路，并在每條支路上選取一個(gè)有功功 率，并通過節(jié)點(diǎn)功率平衡方程式計(jì)算出沒被選中的支路上的有功功率，從而計(jì)算出狀態(tài) 量； 通過計(jì)算所有的case，可以得到多組狀態(tài)量； 步驟四：對上述狀態(tài)進(jìn)行聚類分析，根據(jù)判據(jù)辨識量測中的壞數(shù)據(jù)： 根據(jù)狀態(tài)量用K-means算法將所有case聚成兩類，分別記作F和F對F中所有量測 組合取交集，結(jié)果記作? 對I中所有量測組合取交集，結(jié)果記作冗和^的并集為包 含不良數(shù)據(jù)的量測集合； 步驟五：判斷所有節(jié)點(diǎn)是否都已經(jīng)處理完畢，如果是，則完成，如果否，則返回步驟一。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于直流潮流模型的有功不良數(shù)據(jù)辨識方法。本發(fā)明基于直流潮流模型，通過選取不同的有功量測組合來計(jì)算狀態(tài)變量的值，得到多組狀態(tài)量，然后對其進(jìn)行聚類分析，根據(jù)聚類結(jié)果快速地辨識出有功不良數(shù)據(jù)。本發(fā)明提出的方法具有計(jì)算量小、易于并行、辨識正確率高的特點(diǎn)，適合于狀態(tài)估計(jì)前對量測進(jìn)行在線預(yù)處理。
【IPC分類】H02J3/00
【公開號】CN105391062
【申請?zhí)枴緾N201510896238
【發(fā)明人】章杜錫, 毛南平, 李豐偉, 范黎敏, 戚軍, 謝宏, 周洋, 江昊, 鄔航杰, 楊翔, 周飛, 盛海靜, 李力, 謝楚, 焦旭明, 楊錦晶, 董樹鋒
【申請人】國網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司, 浙江大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月7日