(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111628489.3 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 上海中楠水电配套工程有限公司 地址 200245 上海市闵行区苏召路1628号 (72)发明人 魏端阳　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 彭瑶 (51)Int.Cl. H02J 13/00(2006.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种基于混合量测的配电网分层分区状态 估计系统 (57)摘要 本发明涉及一种基于混合量测的配电网分 层分区状态估计系统， 包括： 输入单元， 获取配电 网中节点数据、 配电网支路数据、 PMU配置数据及 其他量测装置配置数据； 配电网分层分区单元， 基于输入单元输入的数据， 将配电网分成若干个 子区域， 并以边界节点和联络线节 点划定联络线 区， 建立配电网分层分区模型； 量测数据融合单 元， 以分区中的PMU节点的量测的相角信息作为 分区相角参考， 对配电网分层分区单元处理后的 子区域的状态估计值和估计方差进行融合； 动态 状态估计单元， 各子区进行相互融合， 实现并行 计算模式下的全网动态状态估计； 输出单元， 存 储处理数据， 输出配电网全局动态状态估计结 果。 与现有 技术相比， 本发明具有提高精度， 操作 快速等优点。 权利要求书3页 说明书15页 附图5页 CN 114498921 A 2022.05.13 CN 114498921 A 1.一种基于混合 量测的配电网分层分区状态估计系统， 其特 征在于， 包括： 输入单元， 获取配电网中节点数据、 配电网支路数据、 PMU配置数据及其他量测装置配 置数据， 并将各 数据输入至配网分层分区单 元进行处 理； 配电网分层 分区单元， 基于输入单元输入的数据， 将配电网分成若干个子区域， 并以边 界节点和联络线节 点划定联络线区， 进而通过关键节点 ‑区域‑网络递进 结合的方式建立配 电网分层分区模型； 量测数据融合单元， 以分区中的PMU节点的量测的相角信息作为分区相角参考， 对配电 网分层分区单 元处理后的子区域的状态估计值和估计方差进行融合； 动态状态估计单 元， 各子区进行相互融合， 实现并行计算模式下的全网动态状态估计； 输出单元， 存储配电网分层分区单元、 量测数据融合单元和动态状态估计单元的处理 结果， 并最终输出配电网全局动态状态估计结果。 2.根据权利要求1所述的基于混合量测的配电网分层 分区状态估计系统， 其特征在于， 所述PMU配置数据为已配置PMU的布点数据， 其他量测 装置配置数据包括但不限于SCADA配 置数据。 3.根据权利要求1所述的基于混合量测的配电网分层 分区状态估计系统， 其特征在于， 所述配电网分层分区单 元包括： 配电网无向赋权图子单元， 利用图论理论中无向赋权图将配电网拓扑分区问题转化为 异构社会网络中社区的监测问题， 将整个配电网的等效异构拓扑网络以PMU节点为计算中 心划分成若干个区域； 指数确定性贪婪图划分算法子单元， 利用指数确定性贪婪图划分算法计算分区指标最 大值， 进而依次将配电网中所有节点进行子区划分； 配电网拓扑分层分区模型子单元， 在基于PMU装置进行分区的基础上划定联络线区， 进 而基于关键节点 ‑区域‑网络递进 结合方式建立包括节点层、 子区层和网络层的配电网三层 分层模型。 4.根据权利要求3所述的基于混合量测的配电网分层 分区状态估计系统， 其特征在于， 指数确定性贪婪图划分算法子单元中， 依次将配电网中所有节点进行子区划分的具体步骤 包括： (1)节点划分非割边数： 令节点v划分到第i个PMU所在的分区P(i)产 生的非割边的数量 为Nv‑P(i)： Nv‑P(i)＝|P(i)∩Γ(v)| 式中： ∩为图论中的交集； Nv‑P(i)为非割边的数量， 也即当前节点v在此子图中的相邻节 点数量； (2)指数加权罚函数： 通过基于分区容量的惩罚函数对分区进行加权， 分区i的指数加 权罚函数ω(i)的计算公式为： ω(i)＝1 ‑exp{|P(i)| ‑CD}； 式中： CD为每个分区的容量约束； β 为计算负载均衡度参数； |v|为需要判断分区归属的 顶点数； k 为分区数；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114498921 A 2(3)加权确定性贪婪： 将节点v分配给分区指标g(v,P(i) )最大的分区， 公式如下： 式中： Ind表示节点v的最优分区归属结果； g(v,P(i))为节点v关于分区P(i)的分区指 标； Ω为已配置PMU的节点 集合； (4)重复上述步骤， 依次将系统中所有节点进行子区划分， 获取基于确定性贪婪图划分 算法的子区划分结果。 5.根据权利要求3所述的基于混合量测的配电网分层 分区状态估计系统， 其特征在于， 配电网拓扑分层分区模型子单元中， 建立包括节点层、 子区层和网络层的配电网三层分层 模型的具体步骤 包括： (1)边界节点： 设定PMU节点与PMU节点之间组成的连通路径 为联络线 区， 其中 和 为连通路径的首尾PMU节点； (2)联络线节点： 将构成连通路径的一般节点设定为联络线节点， 记为njs＝[nns,nms]， 其中， nns和nms分别为联络线区内由一般节点构成的连通路径的首末端节点； 一般节点为联 络线区内除PMU节点之外的连通路径中的节点； (3)基于子区和联络线区的划分， 从关键节点 ‑区域‑网络的角度建立配电网三层分层 模型。 6.根据权利要求5所述的基于混合量测的配电网分层 分区状态估计系统， 其特征在于， 所述节点层用于提供实际配电网的拓扑结构， 配电网拓扑网络被划分为基于PMU设备且不 重叠的子区和联络线区； 所述子区层用于设定每个子区域作为节点， 设定每个联络线区作 为线路， 将子区域作为节点单元参与分布式状态估计的并行计算过程， 并将联络线区作为 线路单元参与数据融合中PMU数据的潮流计算过程； 所述网络层用于生成每个配网子区接 收和发送状态估计结果， 通过边界条件进行状态估计结果融合， 形成最终的全局状态估计 结果。 7.根据权利要求2所述的基于混合量测的配电网分层 分区状态估计系统， 其特征在于， 所述量测数据融合单 元包括： 混合量测数据等效变换子单元， 以分区中的PMU节点的量测的相角信息作为分区相角 参考， 对SCADA量测 和PMU量测进行转换； 秒级量测数据融合策略子单元， 以PMU量测时间作为混合量测数据的标准时间， 对秒级 的SCADA和PMU量测数据进行融合； 毫秒级量测数据融合策略子单元， 以PMU量测时间作为混合量测数据的标准时间， 基于 PMU量测和最近采样时刻SCADA量测对毫秒级数据进行融合。 8.根据权利要求7所述的基于混合量测的配电网分层 分区状态估计系统， 其特征在于， 秒级量测数据融合策略子单 元中， 秒级的SCADA量测数据的表达式为： 式中： 为k时刻的SCADA量测的融合数据， t和 分别为SACADA在k 时刻前的最近一 次 采样时刻和对应量测值；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114498921 A 3