基于多中心-校正内点法的加权最小绝对值状态估计

针对原-对偶内点法加权最小绝对值状态估计收敛速度方面的不足,提出一种基于多中心-校正内点法的WLAV（Weighted Least Absolute Value加权最小绝对值）抗差状态估计算法。该算法在PDIPM（Primal-dual Interior Point Method对偶内点法）的基础上,采用超立体空间映射技术,通过合理配置一些关键映射参数改善空间的数值结构,从而保证在每次迭代中获得较大的迭代步长和较好的中心方向,大大减少迭代次数,节省计算时间。最后,借助IEEE算例仿真和我国桌省网的测试验证所提方法的有效性,与含不良数据辨识功能的WLS（Weighted Least Squares加权最小二乘法）算法进行比较,结果表明所提方法的抗差能力具有明显的优势。     

基于多预测校正内点法的WLAV抗差状态估计

针对预测-校正内点法(predictor-corrector primal-dualinterior point method,PCPDIPM)加权最小绝对值状态估计(weighted least absolute squares,WLAV)可能发生校正方向指向错误方向的不足,提出一种基于多预测-校正内点法(multiple PCPDIPM,MPCPDIPM)的WLAV抗差状态估计算法。该算法在PCPDIPM的基础上,通过多次校正,对中心参数动态估计,并采用2阶段线性搜索法确定校正方向在总的牛顿方向中的最优比重,从而保证迭代点向中心轨迹靠拢。最后,通过IEEE算例仿真和我国某省网的测试结果验证了所提方法的有效性。与含不良数据辨识功能的加权最小二乘状态估计相比较,所提方法的收敛速度及抗差能力具有明显的优势。     

基于主导与非主导参数的非线性加权最小绝对值参数估计

针对非主导参数估计易受量测噪声及不良数据影响的特点,提出了基于主导与非主导参数的加权最小绝对值抗差参数估计。对参数估计错误的原因进行了系统分析,并给出了参数主导性评估方法。利用非线性原—对偶内点法进行模型求解,与传统线性内点法相比,该方法在提高求解精度的同时减少了迭代次数。基于IEEE 30节点系统和2个实际省级电网的计算分析,将所提出的方法与传统加权最小二乘法参数估计进行比较,测试结果验证了所提出方法的有效性。     

基于内点法的交直流混联系统抗差状态估计

针对交直流混联系统的状态估计问题,分析了其数学模型,对其求解方法进行了研究,并开发了软件。介绍了交直流混联系统的抗差状态估计模型,根据该模型的特点进行变量等价转换,以降低其复杂度。在利用内点法进行求解时,通过对原问题的海森矩阵进行近似,确保其正定且提升了算法的效率。通过IEEE 9节点、14节点、30节点、118节点、145节点系统这5个算例,分析了算法效率以及收敛域。结果表明,与牛顿法相比,基于内点法的状态估计的收敛域更宽广,可以应对更恶劣的现场状况,具备现场应用潜力。     

抗差最小二乘法状态估计

研究电力系统状态估计具有重要的理论价值和实际意义,在现代调度控制中心,状态估计是实现EMS/DMS的许多功能:调度员潮流、事故预想分析和调度员模拟培训等的基础.在实际运行的电网自动化系统中,要想实时得到正确的网络状态估计结果是很困难的,因为在进行状态估计的过程中,必须考虑多个坏数据和多个拓扑错误同时存在的情况.抗差估计理论主要研究抗拒少量粗差(泛指离群的误差)对估值的影响.拓扑错误和坏数据可以分别看作带有粗差的网络参数和量测数据,因此可以将抗差最小二乘法用于存在拓扑错误和坏数据时的状态估计.算例结果表明,抗差最小二乘法具有良好的抗粗差能力和收敛可靠性,收敛速度快,并能够将抗粗差和状态估计在计算过程中一次完成,不需要象普通最小二乘法一样进行多次的状态估计计算.     

抗差最小二乘法状态估计

研究电力系统状态估计具有重要的理论价值和实际意义 ,在现代调度控制中心 ,状态估计是实现EMS/DMS的许多功能 :调度员潮流、事故预想分析和调度员模拟培训等的基础。在实际运行的电网自动化系统中 ,要想实时得到正确的网络状态估计结果是很困难的 ,因为在进行状态估计的过程中 ,必须考虑多个坏数据和多个拓扑错误同时存在的情况。抗差估计理论主要研究抗拒少量粗差 (泛指离群的误差 )对估值的影响。拓扑错误和坏数据可以分别看作带有粗差的网络参数和量测数据 ,因此可以将抗差最小二乘法用于存在拓扑错误和坏数据时的状态估计。算例结果表明 ,抗差最小二乘法具有良好的抗粗差能力和收敛可靠性 ,收敛速度快 ,并能够将抗粗差和状态估计在计算过程中一次完成 ,不需要象普通最小二乘法一样进行多次的状态估计计算。     

一种双线性抗差状态估计方法

传统状态估计方法一般需要求解某个非线性非凸优化问题,并用基于梯度的方法予以求解,因而存在难以保证获得全局最优解、可能收敛困难等问题。文中基于国外学者提出的精确线性化量测方程构建了一种双线性抗差状态估计方法。该方法仅需求解一个线性加权最小绝对值估计问题(等价为线性规划问题)、一个非线性变换以及一个线性加权最小二乘估计问题(二次规划问题),从数学上可保证获得全局最优解,并不存在收敛性问题。最后,通过仿真算例验证了所提方法的有效性。     

基于预测—校正内点法的WLAV输电网参数估计

针对基于加权最小二乘法(WLS)参数估计难于处理不良数据且数值稳定性差的不足,提出加权最小绝对值(WLAV)参数估计方法。在原对偶内点法(PDIPM)的基础上,通过每次迭代中增加预测—校正两步的少许计算量,利用2阶信息对中心参数动态调整,保证解的迭代过程高阶逼近中心路径,从而减少了迭代次数,节省了计算时间。结合输电网参数估计法,利用WLAV估计出不良数据和可疑支路的运行状态,使抗差、参数估计和拓扑结构辨识在计算中一次完成。最后,对IEEE标准系统和国内某省级电网进行参数估计试验,与含不良数据辨识的WLS方法进行比较。     

基于线性内点法及正交变换的抗差参数估计

参数估计目前主要采用加权最小二乘算法.由于包含参数估计,该方法在处理电网坏数据混杂及数值稳定性上都面临着困难.考虑到实际电网中有时会同时出现量测错误及参数错误,提出了使用基于线性内点法及正交变换的加权最小绝对值(WLAV)增广参数估计.基于L1范数的WLAV估计具有良好的抗差特性,用以应对混杂有坏数据、拓扑错误及参数错误的混杂估计.为提高增广参数估计的数值稳定性,将正交变换引入线性内点法修正方程的求解中.对算法的测试结果表明,该方法具有良好的应用前景.     

基于加权最小绝对值状态估计的有源配电网拓扑辨识方法

在配电系统状态估计中,一方面众多网络设备难以完全监控导致量测数据不足,另一方面,频繁的拓扑切换亟须开发高效的算法。因此,提出了一种配电网拓扑辨识的加权最小绝对值状态估计方法。首先,对传统基于线性规划的加权最小绝对值状态估计方法进行改进,以提高计算效率;其次,在重新制定的加权最小绝对值状态估计方法中加入补充变量和约束,以适应拓扑辨识问题,形成了一个基于混合整数线性规划的加权最小绝对值状态估计方法;最后,4个算例系统的仿真结果验证了所提方法在不同数量的实时测量、高伪测量误差、被坏数据破坏的测量以及未知支路状态场景下的优异性能。     

基于内点法和离散粒子群算法的输电网参数辨识

准确的电网参数是调度平台能量管理系统进行电网安全稳定分析和控制决策的重要基础。以残差加权最小绝对值(WLAV)为目标函数,能有效抑制不良数据对参数辨识结果的影响,采用现代内点法对WLAV进行求解,收敛性好。针对传统参数辨识的系统矩阵条件数过大,易出现程序发散的特点,将原-对偶内点法和离散粒子群(DPSO)算法相结合,给出了一种输电网参数辨识方法,仿真结果表明该方法在计算速度和数值稳定性方面具有明显的优势。     

基于指数权函数的抗差状态估计算法

电力系统状态估计是电力调度中心一切高级应用及分析的基础。针对加权最小绝对值法（WLAV）状态估计收敛性较差的问题,提出了指数权函数的状态估计新算法（E-LAV）。该方法采用指数权函数代替WLAV的不连续权函数,从而克服了WLAV方法在权函数间断点收敛性能大大降低的缺点。以4节点系统及IEEE-118系统作为算例的计算结果表明,E-LAV算法在拥有与最小二乘法（WLS）近乎类似的迭代速度的同时,却拥有很强的抗差能力。该算法只需在原有最小二乘法的基础上修改权重矩阵即可,因此拥有良好的工程应用前景。     

WLAV state estimation for power system containing multitype FACTS devices

This paper presents the state estimation of power system in which not only the bus voltages but also the states of the flexible AC transmission system (FACTS) are considered as the state variables. By using the rectangular form of state variables and equivalent measurement techniques, a linear measurement model with constraints of FACTS device is obtained. The predictor–corrector interior point method based on the weighted least absolute value criterion is developed for solving the optimization problem. Simulation results on the modified IEEE 14‐bus and 118‐bus test systems are provided. The numerical results indicate the effectiveness of the proposed approach. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

并网光伏系统的在线抗差状态估计

为了充分考虑主动配电网中光伏发电系统的影响,对光伏发电系统进行实时监控,提出了一种并网光伏系统的抗差状态估计方法。搭建了光伏系统模型,建立了相应的量测模型。抗差状态估计能够实现对配电网系统的状态监测,可靠估算出系统的运行状态。文中抗差状态估计采用最小绝对值(Least Absolute Value,LAV)估计算法,不仅具有抵御不良数据的能力,而且计算效率较高。仿真结果表明:该方法能够正确地估算出光伏系统的状态,收敛性较好,并且具有一定的抗差能力,能实现对光伏系统中不良数据的检测和辨识。     

基于转移潮流的状态估计模型

传统的状态估计把量测方程作为约束条件,以量测残差的加权平方和或加权绝对值之和最小等为目标函数进行估计,因而不能直接辨识出拓扑错误.为了同时辨识拓扑错误和不良数据,文中把转移潮流方程增广为状态估计的约束条件,在目标函数中同时计及转移潮流的残差和量测残差,对已有的加权最小绝对值状态估计进行了改进,提出了可以同时辨识支路拓扑错误和不良数据的状态估计模型.文中给出了某省实际电网的计算实例.     

Weighted least absolute value power system state estimation using rectangular coordinates and equivalent measurement functions

This paper presents a new efficient computation technique for robust power system state estimation based on weighted least absolute value (WLAV) criterion. The proposed method employs rectangular form of state variables and equivalent measurements technique in order to obtain the linear measurement functions with linear constraints of state variables. The state estimation problem is then formulated as an optimization problem with a set of equality and inequality constraints. A solution method based on interior point algorithm is also proposed. Tests with several IEEE standard systems have been performed to investigate the performance of the proposed algorithm. Results indicate that the proposed state estimator gives promising performance compared with weighted least square (WLS) based estimation algorithms using state variables in polar forms. © 2011 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.