CN103617571A - 电网状态估计问题的处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电网状态估计问题的处理方法，包括：获取电网运行数据；对获取的所述电网运行数据的质量进行检测，形成量测级、厂站级和区域级三个层次的附加权重，并将所述三个层次的附加权重与状态估计量测数据的初始计算权重进行叠加，形成状态估计量测数据的动态权重；根据所述动态权重修改状态估计量测数据的初始计算权重，并重新进行状态估计；判断状态估计当前问题所属的问题类别，并启动预设流程进行处理。本发明通过更加合理的权重设置大大提高了状态估计结果的准确度与可信性；在对状态估计问题进行分类的基础上，按照针对各个类别问题的预设处理流程，提高了运维人员工作的针对性与效率并加速了量测数据质量提升的速度。

Description

电网状态估计问题的处理方法及装置
技术领域
本发明涉及电网状态估计技术领域，尤其涉及一种电网状态估计问题的处理方法和一种电网状态估计问题的处理装置。
背景技术
电网运行基础数据的质量直接决定了电力调度控制中心各种高级分析与应用的实用化水平，也严重影响电力调度控制的准确性、可靠性及精益性。电网运行基础数据主要包含模型、参数、量测数据等部分，其中每部分均会对其质量产生直接影响；运行维护经验表明，电网运行量测数据问题是影响状态估计结果准确度的重要因素。
状态估计是业界用于解决电网量测数据问题的主要手段，其实质上是一种广义的滤波器，利用电网量测数据的冗余特性把从SCADA中获取的“生数据”变成各应用分析功能能够使用的“熟数据”，从而达到提高运行数据准确性的目标。状态估计研究的焦点集中在算法上，这些算法可以划分为三类：（1）经典算法。这类算法大多以量测残差为基础，如加权最小二乘状态估计（WLS，Weighted Least Square）、加权最小绝对值(WLAV，Weighted Least Absolute value)、最小中位数平方估计(LMS，Least Median Squares)及最小截平方和估计(LTS，Least Trimmed Squares)等。（2）基于混合量测的算法。这类算法的典型特点是以PMU和SCADA***混合量测为基础，主要方法包括在量测方程中增加电压向量、对量测量进行变换及两步估计等。（3）分布式算法。有两种类型，一种是按照规则将电网划分为若干个区域的分区域状态估计；另一种是厂站-调度中心的两级式分层分布状态估计。
上述状态估计算法中，WLS方法在工程上应用最为广泛，对于提高电网运行数据的准确性发挥了重要作用；然而，该方法对量测数据的质量与计算权重非常敏感，当量测数据质量较差或其计算权重设置不合理时，该方法获得的量测数据估计结果将变得不可信。当前，WLS方法采用静态计算权重或通过人工进行修改，设置的计算权重不能有效反映量测数据的质量及其动态变化情况，一定程度上降低了该方法估计结果的准确度与可信性。此外，对于状态估计存在的问题，还缺乏可靠的处理流程，这很大程度上影响了运维人员的工作效率与量测数据质量提升的速度。因此，寻找一种可靠和高效的状态估计问题处理方法是十分迫切的，既要能克服当前状态估计算法的缺陷与不足，还能为运维人员处理状态估计问题提供帮助。
发明内容
基于此，本发明提供了一种电网状态估计问题的处理方法和一种电网状态估计问题的处理装置。
一种电网状态估计问题的处理方法，包括以下步骤：
获取电网运行数据；
对获取的所述电网运行数据的质量进行检测，形成量测级、厂站级和区域级三个层次的附加权重，并将所述三个层次的附加权重与状态估计量测数据的初始计算权重进行叠加，形成状态估计量测数据的动态权重；
根据所述动态权重修改状态估计量测数据的初始计算权重，并重新进行状态估计；
判断状态估计当前问题所属的问题类别，并启动预设流程进行处理。
与一般技术相比，本发明电网状态估计问题的处理方法采用量测数据质量的动态权重对状态估计计算权重进行设置，充分反映了量测级、厂站级、区域级三个层次的数据质量的动态变化情况，通过更加合理的权重设置大大提高了状态估计结果的准确度与可信性；在对状态估计问题进行分类的基础上，按照针对各个类别问题的预设处理流程，提高了运维人员工作的针对性与效率并加速了量测数据质量提升的速度。
一种电网状态估计问题的处理装置，其特征在于，包括数据获取模块、数据质量评价与动态权重设置模块、状态估计模块和典型问题分类模块；
所述数据获取模块，用于获取电网运行数据；
所述数据质量评价与动态权重设置模块，用于对获取的所述电网运行数据的质量进行检测，形成量测级、厂站级和区域级三个层次的附加权重，并将所述三个层次的附加权重与状态估计量测数据的初始计算权重进行叠加，形成状态估计量测数据的动态权重；
所述状态估计模块，用于根据所述动态权重修改状态估计量测数据的初始计算权重，并重新进行状态估计；
所述典型问题分类模块，用于判断状态估计当前问题所属的问题类别，并启动预设流程进行处理。
与一般技术相比，本发明电网状态估计问题的处理装置采用量测数据质量的动态权重对状态估计计算权重进行设置，充分反映了量测级、厂站级、区域级三个层次的数据质量的动态变化情况，通过更加合理的权重设置大大提高了状态估计结果的准确度与可信性；在对状态估计问题进行分类的基础上，按照针对各个类别问题的预设处理流程，提高了运维人员工作的针对性与效率并加速了量测数据质量提升的速度。
附图说明
图1为本发明电网状态估计问题的处理方法的流程示意图；
图2为本发明电网状态估计问题的处理装置的结构示意图；
图3为本发明电网状态估计问题的处理装置一个实施例的结构示意图；
图4为一种状态估计日常问题处理的流程示意图；
图5为一种状态估计有功量测问题处理的流程示意图；
图6为一种状态估计无功电压量测问题处理的流程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。
请参阅图1，为本发明电网状态估计问题的处理方法的流程示意图。
本发明电网状态估计问题的处理方法，包括以下步骤：
S101获取电网运行数据；
S102对获取的所述电网运行数据的质量进行检测，形成量测级、厂站级和区域级三个层次的附加权重，并将所述三个层次的附加权重与状态估计量测数据的初始计算权重进行叠加，形成状态估计量测数据的动态权重；
S103根据所述动态权重修改状态估计量测数据的初始计算权重，并重新进行状态估计；
S104判断状态估计当前问题所属的问题类别，并启动预设流程进行处理。
作为其中一个实施例，获取与解析电网运行E格式断面数据。
优选的，从EMS/SCADA***中自动获取与解析电网运行E格式断面数据。
作为其中一个实施例，采用预设的若干种检测方法分别对获取的所述电网运行数据的质量进行检测，形成量测级、厂站级、区域级三个层次的附加权重。
实时接收与解析电网运行E格式断面数据；分别采用N种方式对电网运行数据的质量进行评价与打分，根据打分的结果形成量测级、厂站级、区域级三个层次的附加权重，将这三个层次的附加权重与原计算权重进行叠加形成状态估计量测数据动态权重。状态估计量测数据动态权重的计算步骤如下：
（1）采用N种方式对量测数据质量进行评价，例如如元件多端平衡、量测数值合理性、量测数值连续性、同类型或同电压等级测点统计数据连续性（如500kV网架网损是500kV变压器高压侧有功的统计数据，又如母线平衡是相关量测的统计数据）等，取满分为N+1。利用上述N种方式逐个对量测数据质量进行打分，任何一项不合格扣一分，最低1分。得分与N的比值定义为量测级附加权重W1。
（2）厂站级附加权重λ2取厂站内部各量测附加权重的算术平均值，即
Figure BDA0000434338510000041
m为量测个数。
（3）区域级附加权重λ3取控制区内部各厂站附加权重的算术平均值，即
Figure BDA0000434338510000042
l为厂站个数。
（4）计算最终量测数据的动态权重，计算公式如下：
W＝W0×(a×W1)×(b×W2)×(c×W3)
其中，W是量测动态权重，W0是量测原计算权重，a,b,c是根据运行调试经验设置的量测级、厂站级、区域级三层数据质量评价的影响因子，属于经验参数，通常取a≥b≥c。
实时接收量测数据动态权重，利用量测数据动态权重修改原计算权重并重新启动状态估计功能，将量测屏蔽一览表、量测大误差点、排除厂站、孤岛等分析结果数据进行传送。
作为其中一个实施例，判断状态估计当前问题所属的问题类别之前，将状态估计存在的问题划分为若干个问题类别。
优选的，将状态估计存在的问题划分为日常问题、有功量测问题和无功电压量测问题三类。
根据所接收的量测屏蔽一览表、量测大误差点、排除厂站、孤岛等状态估计分析结果数据将状态估计存在的典型问题划分为日常问题、有功量测问题、无功电压量测问题三类，判别当前状态估计所存问题的具体类别并启动相应类别问题的处理流程。
作为其中一个实施例，如果判断状态估计当前问题属于日常问题类别时，启动预设的日常问题处理流程，包括以下步骤：
步骤一：检查收敛性，若发散按照步骤二和步骤三处理；若历史收敛性数据记录中存在曾经发散的记录，采用潮流计算分析历史断面；
步骤二：若有功发散，定位发散厂站，核查不合理阻抗比、大量遥信错误、大片不可观测区、大面积数据不刷新的问题；
步骤三：若无功发散，定位发散厂站，核查变压器参数、电容器参数和变压器档位的问题；
步骤四：检查排除厂站的远动数据和网络拓扑正确性，并进行恢复，无法恢复时进行记录；
步骤五：检查量测屏蔽一览表和大误差数据表，并进行处理；
步骤六：检查网络等值的合理性；
步骤七：检查孤岛、死岛判断的正确性。
作为其中一个实施例，如果判断状态估计当前问题属于有功量测问题类别时，启动预设的有功量测问题处理流程，包括以下步骤：
步骤一：定位厂站和大误差点，核查相关量测预处理情况，人工处理未自动预处理的大误差点，并进行记录；
步骤二：检查母线节点有功平衡情况；
步骤三：检查线路两侧有功差值，检查双回线路有功差值，检查主变有功平衡情况；
步骤四：检查母联开关的分合状态，检查分闸状态的正确性；
步骤五：检查有无线路、主变被旁路代的情况；
步骤六：检查同电压等级环网因线路参数错误或者高低电压环网因主变参数错误导致的环网估计偏差的情况。
作为其中一个实施例，如果判断状态估计当前问题属于无功电压量测问题类别时，启动预设的无功电压量测问题处理流程，包括以下步骤：
步骤一：定位厂站和大误差点，检查500kV发电厂母线电压大误差点，核查其发电机额定电压参数的合理性；
步骤二：检查变压器分接头类型是否设置和档位量测是否正确；
步骤三：检查电容器开关状态是否正确和电容器容量设置是否正确；
步骤四：检查线路的充电无功是否正确计算，检查是否有高抗、数值是否正确；
步骤五：检查状态估计前后小区域无功环流的一致性。
本领域普通技术人员可以理解实现该实施例方法中全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如该方法的实施例的流程。其中，该存储介质可为光盘、磁盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory,ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory,RAM）等。
应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而非限制，本发明也并不仅限于该举例，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
与一般技术相比，本发明电网状态估计问题的处理方法采用量测数据质量的动态权重对状态估计计算权重进行设置，充分反映了量测级、厂站级、区域级三个层次的数据质量的动态变化情况，通过更加合理的权重设置大大提高了状态估计结果的准确度与可信性；在对状态估计问题进行分类的基础上，按照针对各个类别问题的预设处理流程，提高了运维人员工作的针对性与效率并加速了量测数据质量提升的速度。
请参阅图2，为本发明电网状态估计问题的处理装置的结构示意图。
本发明电网状态估计问题的处理装置，包括数据获取模块1、数据质量评价与动态权重设置模块2、状态估计模块3和典型问题分类模块4；
所述数据获取模块1，用于获取电网运行数据；
所述数据质量评价与动态权重设置模块2，用于对获取的所述电网运行数据的质量进行检测，形成量测级、厂站级和区域级三个层次的附加权重，并将所述三个层次的附加权重与状态估计量测数据的初始计算权重进行叠加，形成状态估计量测数据的动态权重；
所述状态估计模块3，用于根据所述动态权重修改状态估计量测数据的初始计算权重，并重新进行状态估计；
所述典型问题分类模块4，用于判断状态估计当前问题所属的问题类别，并启动预设流程进行处理。
请参阅图3，为本发明电网状态估计问题的处理装置一个实施例的结构示意图。
该实施例中，装置包括：
数据获取模块1，用于向数据质量评价与动态权重设置模块2发送所需的电网运行E格式断面数据。
数据质量评价与动态权重设置模块2，用于实时接收与解析从数据获取模块1发送过来的电网运行E格式断面数据；分别采用N种方式对电网运行数据的质量进行评价与打分，根据打分的结果形成量测级、厂站级、区域级三个层次的附加权重，将这三个层次的附加权重与原计算权重进行叠加形成状态估计量测数据动态权重并实时传送给状态估计模块3。状态估计量测数据动态权重的计算步骤如下：
（1）采用N种方式对量测数据质量进行评价，例如如元件多端平衡、量测数值合理性、量测数值连续性、同类型或同电压等级测点统计数据连续性（如500kV网架网损是500kV变压器高压侧有功的统计数据，又如母线平衡是相关量测的统计数据）等，取满分为N+1。利用上述N种方式逐个对量测数据质量进行打分，任何一项不合格扣一分，最低1分。得分与N的比值定义为量测级附加权重W1。
（2）厂站级附加权重λ2取厂站内部各量测附加权重的算术平均值，即
Figure BDA0000434338510000081
m为量测个数。
（3）区域级附加权重λ3取控制区内部各厂站附加权重的算术平均值，即
Figure BDA0000434338510000082
l为厂站个数。
（4）计算最终量测数据的动态权重，计算公式如下：
W＝W0×(a×W1)×(b×W2)×(c×W3)
其中，W是量测动态权重，W0是量测原计算权重，a,b,c是根据运行调试经验设置的量测级、厂站级、区域级三层数据质量评价的影响因子，属于经验参数，通常取a≥b≥c。
状态估计模块3，用于实时接收,数据质量评价与动态权重设置模块2发送过来的量测数据动态权重，利用量测数据动态权重修改原计算权重并重新启动状态估计功能，将量测屏蔽一览表、量测大误差点、排除厂站、孤岛等分析结果数据传送给典型问题分类模块4。
典型问题分类模块4，用于根据所接收的量测屏蔽一览表、量测大误差点、排除厂站、孤岛等状态估计分析结果数据将状态估计存在的典型问题划分为日常问题、有功量测问题、无功电压量测问题三类，判别当前状态估计所存问题的具体类别并启动相应类别问题的处理流程。
日常问题处理模块5，用于按照特定的流程对典型问题分类模块4判定出的日常问题类别进行处理，其具体处理流程参见图4。
有功量测问题处理模块6，用于按照特定的流程对典型问题分类模块4判定出的有功量测问题类别进行处理，其具体处理流程参见图5。
无功电压量测问题处理模块7，用于按照特定的流程对典型问题分类模块4判定出的无功电压量测问题类别进行处理，其具体处理流程参见图6。
该数据质量评价与动态权重设置模块2分别与该数据获取模块1、该状态估计模块3连接，该典型问题分类模块4分别与该状态估计模块3、该日常问题处理模块5、该有功量测问题处理模块6、该无功电压量测问题处理模块7连接，该数据获取模块1与该状态估计模块3连接。
如图4所示，本发明实施例提供一种状态估计日常问题处理的流程，包含以下7个步骤：
（1）检查收敛性，若发散按照第（2）（3）步的方法处理；若历史收敛性数据记录中存在曾经发散的记录，采用潮流计算分析历史断面；
（2）若有功发散，定位发散厂站，核查不合理阻抗比、大量遥信错误、大片不可观测区、大面积数据不刷新等问题；
（3）若无功发散，定位发散厂站，核查变压器/电容器参数和变压器档位等可能问题；
（4）检查排除厂站的远动数据和网络拓扑正确性，并及时恢复，无法恢复时做好记录；
（5）检查量测屏蔽一览表和大误差数据表，并及时处理；
（6）检查网络等值的合理性，如终端变的处理；
（7）检查孤岛、死岛判断的正确性。
如图5所示，本发明实施例提供一种状态估计有功量测问题处理的流程，包含以下6个步骤：
（1）定位厂站和大误差点，核查相关量测预处理情况，人工处理未自动预处理的大误差点，并做好记录；
（2）检查母线节点有功平衡情况；
（3）检查线路两侧有功差值，检查双回线路有功差值，检查主变有功平衡情况；
（4）检查母联开关的分合状态，重点关注分闸状态的正确性；
（5）检查有无线路、主变被旁路代的情况；
（6）检查因同电压等级环网因线路参数错误或者高低电压环网因主变参数错误导致的环网估计偏差较大的情况。
如图6所示，本发明实施例提供一种状态估计无功电压量测问题处理的流程，包含以下5个步骤：
（1）定位厂站和大误差点，重点关注500kV发电厂母线电压大误差点，核查其发电机额定电压参数的合理性；
（2）检查变压器分接头类型是否设置和档位量测是否正确；
（3）检查电容器开关状态是否正确和电容器容量设置是否正确；
（4）检查线路的充电无功是否正确计算，检查是否有高抗、数值是否正确；
（5）检查状态估计前后小区域无功环流的一致性。
与一般技术相比，本发明电网状态估计问题的处理装置采用量测数据质量的动态权重对状态估计计算权重进行设置，充分反映了量测级、厂站级、区域级三个层次的数据质量的动态变化情况，通过更加合理的权重设置大大提高了状态估计结果的准确度与可信性；在对状态估计问题进行分类的基础上，按照针对各个类别问题的预设处理流程，提高了运维人员工作的针对性与效率并加速了量测数据质量提升的速度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电网状态估计问题的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取电网运行数据；
对获取的所述电网运行数据的质量进行检测，形成量测级、厂站级和区域级三个层次的附加权重，并将所述三个层次的附加权重与状态估计量测数据的初始计算权重进行叠加，形成状态估计量测数据的动态权重；
根据所述动态权重修改状态估计量测数据的初始计算权重，并重新进行状态估计；
判断状态估计当前问题所属的问题类别，并启动预设流程进行处理。
2.根据权利要求1所述的电网状态估计问题的处理方法，其特征在于，所述获取电网运行数据的步骤，包括以下步骤：
获取与解析电网运行E格式断面数据。
3.根据权利要求2所述的电网状态估计问题的处理方法，其特征在于，所述获取与解析电网运行E格式断面数据的步骤，包括以下步骤：
从EMS/SCADA***中自动获取与解析电网运行E格式断面数据。
4.根据权利要求1所述的电网状态估计问题的处理方法，其特征在于，所述形成量测级、厂站级和区域级三个层次的附加权重的步骤，包括以下步骤：
采用预设的若干种检测方法分别对获取的所述电网运行数据的质量进行检测，形成量测级、厂站级、区域级三个层次的附加权重。
5.根据权利要求1所述的电网状态估计问题的处理方法，其特征在于，所述判断状态估计当前问题所属的问题类别的步骤之前，包括以下步骤：
将状态估计存在的问题划分为若干个问题类别。
6.根据权利要求5所述的电网状态估计问题的处理方法，其特征在于，所述将状态估计存在的问题划分为若干个问题类别的步骤，包括以下步骤：
将状态估计存在的问题划分为日常问题、有功量测问题和无功电压量测问题三类。
7.根据权利要求6所述的电网状态估计问题的处理方法，其特征在于，所述启动预设流程进行处理的步骤，包括以下步骤：
如果判断状态估计当前问题属于日常问题类别时，启动预设的日常问题处理流程，包括以下步骤：
步骤一：检查收敛性，若发散按照步骤二和步骤三处理；若历史收敛性数据记录中存在曾经发散的记录，采用潮流计算分析历史断面；
步骤二：若有功发散，定位发散厂站，核查不合理阻抗比、大量遥信错误、大片不可观测区、大面积数据不刷新的问题；
步骤三：若无功发散，定位发散厂站，核查变压器参数、电容器参数和变压器档位的问题；
步骤四：检查排除厂站的远动数据和网络拓扑正确性，并进行恢复，无法恢复时进行记录；
步骤五：检查量测屏蔽一览表和大误差数据表，并进行处理；
步骤六：检查网络等值的合理性；
步骤七：检查孤岛、死岛判断的正确性。
8.根据权利要求6所述的电网状态估计问题的处理方法，其特征在于，所述启动预设流程进行处理的步骤，包括以下步骤：
如果判断状态估计当前问题属于有功量测问题类别时，启动预设的有功量测问题处理流程，包括以下步骤：
步骤一：定位厂站和大误差点，核查相关量测预处理情况，人工处理未自动预处理的大误差点，并进行记录；
步骤二：检查母线节点有功平衡情况；
步骤三：检查线路两侧有功差值，检查双回线路有功差值，检查主变有功平衡情况；
步骤四：检查母联开关的分合状态，检查分闸状态的正确性；
步骤五：检查有无线路、主变被旁路代的情况；
步骤六：检查同电压等级环网因线路参数错误或者高低电压环网因主变参数错误导致的环网估计偏差的情况。
9.根据权利要求6所述的电网状态估计问题的处理方法，其特征在于，所述启动预设流程进行处理的步骤，包括以下步骤：
如果判断状态估计当前问题属于无功电压量测问题类别时，启动预设的无功电压量测问题处理流程，包括以下步骤：
步骤一：定位厂站和大误差点，检查500kV发电厂母线电压大误差点，核查其发电机额定电压参数的合理性；
步骤二：检查变压器分接头类型是否设置和档位量测是否正确；
步骤三：检查电容器开关状态是否正确和电容器容量设置是否正确；
步骤四：检查线路的充电无功是否正确计算，检查是否有高抗、数值是否正确；
步骤五：检查状态估计前后小区域无功环流的一致性。
10.一种电网状态估计问题的处理装置，其特征在于，包括数据获取模块、数据质量评价与动态权重设置模块、状态估计模块和典型问题分类模块；
所述数据获取模块，用于获取电网运行数据；
所述数据质量评价与动态权重设置模块，用于对获取的所述电网运行数据的质量进行检测，形成量测级、厂站级和区域级三个层次的附加权重，并将所述三个层次的附加权重与状态估计量测数据的初始计算权重进行叠加，形成状态估计量测数据的动态权重；
所述状态估计模块，用于根据所述动态权重修改状态估计量测数据的初始计算权重，并重新进行状态估计；
所述典型问题分类模块，用于判断状态估计当前问题所属的问题类别，并启动预设流程进行处理。
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