一种配电网状态估计方法、系统、设备、介质和产品与流程

本发明涉及电网状态监测，尤其涉及一种配电网状态估计方法、系统、设备、介质和产品。

背景技术：

1、随着光伏、风电、储能、柔性可控负荷等分布式电源大规模接入配电网，传统无源配电网逐步转型为多源耦合、运行特性复杂的分布式智能配电网，电网运行呈现出力随机波动、潮流双向流动、负荷峰谷差拉大等全新特征，对配电网实时态势感知、安全管控、调度优化提出了更高标准。动态状态估计作为配电网态势感知的核心基础技术，依托 scada、微型 pmu、智能电表等多源量测设备采集的实时电气数据，通过数值算法求解全网节点电压、支路功率等核心状态变量，是配电网故障预警、潮流调控、无功优化、安全校核的前置支撑环节，估计结果的精度、实时性与鲁棒性直接决定配电网运行管控的可靠性。

2、目前，现有配电网状态估计多采用递推最小二乘类算法，但递推最小二乘类算法遗忘因子固定，无法适配新能源出力突变工况，易出现估计滞后、误差偏大等问题，降低了配电网状态估计的准确率。

技术实现思路

1、本发明提供了一种配电网状态估计方法、系统、设备、介质和产品，解决了现有配电网状态估计多采用递推最小二乘类算法，但递推最小二乘类算法遗忘因子固定，无法适配新能源出力突变工况，易出现估计滞后、误差偏大等问题，降低了配电网状态估计的准确率的技术问题。

2、本发明第一方面提供的一种配电网状态估计方法，包括：

3、获取配电网的电网拓扑结构，对电网拓扑结构进行分区处理，得到多个子区域；

4、获取各个所述子区域的量测数据，基于预设的最小二乘目标函数分别对各个所述量测数据进行状态评估，得到多个初始状态数据；

5、分别根据各个所述量测数据和各个所述初始状态数据进行基础状态预测，得到多个分区状态估计；

6、对各个所述分区状态估计进行状态修正，得到对应的配电网状态估计。

7、可选地，所述基于预设的最小二乘目标函数分别对各个所述量测数据进行状态评估，得到多个初始状态数据的步骤，包括：

8、分别采用各个所述量测数据构建对应的量测向量；

9、分别采用各个所述量测向量对预设的最小二乘目标函数进行迭代求解，得到多个初始状态数据。

10、可选地，所述分别根据各个所述量测数据和各个所述初始状态数据进行基础状态预测，得到多个分区状态估计的步骤，包括：

11、分别采用各个所述量测数据构建对应的输出量测序列和输入量测序列；

12、分别将各个所述量测数据对应的输出量测序列和输入量测序列输入预设的第一最小二乘估计函数，得到多个参数向量；

13、分别采用各个所述量测数据对应的参数向量和初始状态数据对预设的第二最小二乘估计函数进行迭代求解，得到多个分区状态估计。

14、可选地，所述对各个所述分区状态估计进行状态修正，得到对应的配电网状态估计的步骤，包括：

15、采用主成分分析法分别对各个分区状态估计进行分解，得到多个信号数据和多个噪声数据；

16、分别根据各个所述噪声数据进行随机模拟噪声操作，得到多个模拟噪声数据；

17、分别将各个所述信号数据与对应的模拟噪声数据进行加和处理，得到多个模拟测量数据；

18、分别对各个所述模拟测量数据进行正交最小二乘拟合，得到多个拟合参数；

19、基于预设的随机模拟次数对各个所述分区状态估计对应的拟合参数进行循环抽样统计，得到对应的配电网状态估计。

20、可选地，所述基于预设的随机模拟次数对各个所述分区状态估计对应的拟合参数进行循环抽样统计，得到对应的配电网状态估计的步骤，包括：

21、当所述拟合参数的拟合次数大于或等于预设的随机模拟次数时，则分别对各个所述分区状态估计对应的拟合参数进行均值处理，得到多个拟合平均值；

22、分别计算各个所述分区状态估计对应的拟合参数的标准偏差，得到多个拟合标准偏差；

23、采用各个所述拟合平均值和各个所述拟合标准偏差作为对应的配电网状态估计；

24、当所述拟合参数的拟合次数小于所述随机模拟次数时，则跳转执行所述分别根据各个所述噪声数据进行随机模拟噪声操作，得到多个模拟噪声数据的步骤。

25、可选地，所述第二最小二乘估计函数具体为：

26、；

27、；

28、；

29、；

30、其中，为t时刻的分区状态估计，为t时刻的基础参数估计值，为时间索引，为t时刻的协方差矩阵，为偏差补偿系数，为t-1时刻的基础参数估计值，为t时刻的修正增益向量，为t时刻的输出量测值，为t时刻的信息向量，为t-1时刻的协方差矩阵，为遗忘因子，为单位矩阵。

31、本发明第二方面提供的一种配电网状态估计系统，包括：

32、采集模块，用于获取配电网的电网拓扑结构，对电网拓扑结构进行分区处理，得到多个子区域；

33、评估模块，用于获取各个所述子区域的量测数据，基于预设的最小二乘目标函数分别对各个所述量测数据进行状态评估，得到多个初始状态数据；

34、预测模块，用于分别根据各个所述量测数据和各个所述初始状态数据进行基础状态预测，得到多个分区状态估计；

35、修正模块，用于对各个所述分区状态估计进行状态修正，得到对应的配电网状态估计。

36、本发明第三方面提供的一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述所述的配电网状态估计方法的步骤。

37、本发明第四方面提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述所述的配电网状态估计方法。

38、本发明第五方面提供的一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，其中，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如上述所述的配电网状态估计方法。

39、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

40、本发明通过获取配电网的电网拓扑结构，对电网拓扑结构进行分区处理，得到多个子区域，获取各个子区域的量测数据，基于预设的最小二乘目标函数分别对各个量测数据进行状态评估，得到多个初始状态数据，分别根据各个量测数据和各个初始状态数据进行基础状态预测，得到多个分区状态估计，对各个分区状态估计进行状态修正，得到对应的配电网状态估计。克服了现有配电网状态估计多采用递推最小二乘类算法，但递推最小二乘类算法遗忘因子固定，无法适配新能源出力突变工况，易出现估计滞后、误差偏大等问题，降低了配电网状态估计的准确率的技术问题。与传统的配电网状态估计方法相比，本发明首先将大规模配电网拆解为多个小型子区域，大幅降低单次状态求解的矩阵运算维度，有效削减单节点算力消耗，满足分布式配电网实时估计的时效需求，其次，基于分区本地量测数据通过最小二乘目标函数独立求解初始状态，充分利用分区本地量测冗余，规避全域数据传输延迟带来的量测时序失配问题，初始状态结果可快速完成本地粗估计，为时序预测提供可靠基准，分别根据各个量测数据和各个初始状态数据进行基础状态预测，突破传统静态状态估计仅依靠单时刻量测、无法跟踪新能源与负荷波动的缺陷，依靠时序连续特性捕捉光伏、风电出力突变带来的电网动态变化，输出贴合时序演化规律的分区状态估计，解决传统算法状态滞后、突变跟踪能力差的问题，最后对所有分区状态估计开展状态修正，从而得到准确的配电网状态估计，提高了配电网状态估计的准确率。