【分布鲁棒、状态估计】分布式鲁棒优化电力系统状态估计研究[几种算法进行比较](Matlab代码实现)

简介: 【分布鲁棒、状态估计】分布式鲁棒优化电力系统状态估计研究[几种算法进行比较](Matlab代码实现)

💥1 概述

文献来源:

摘要:

能源市场的自由化、可再生能源的渗透、先进的计量能力以及对情境感知的需求,都要求进行系统范围的电力系统状态估计(PSSE)。然而,由于互联的复杂性、实时监测中的通信瓶颈、区域披露政策和可靠性问题,实施集中式估计器实际上是不可行的。在这种背景下,分布式PSSE方法在一个统一且系统的框架下进行了研究。基于交替方向乘子法的新型算法被开发出来。它利用现有的PSSE求解器,尊重隐私政策,具有较低的通信负载,并且即使在缺乏局部可观察性的情况下,其收敛到集中式估计的特性也能得到保证。除了传统的最小二乘PSSE,这个分散式框架还容纳了一个强健的状态估计器。通过利用与压缩采样进展的有趣联系,后者联合估计状态并识别损坏的测量结果。这些新颖的算法在IEEE 14、118节点和4200节点的基准测试中进行了数值评估。模拟结果表明,通过几个区域间的交流,可以达到可接受的准确性,而且能够超越最大残差测试。


原文摘要:


Abstract:


Deregulation of energy markets, penetration of renewables, advanced metering capabilities, and the urge for situational awareness, all call for system-wide power system state estimation (PSSE). Implementing a centralized estimator though is practically infeasible due to the complexity scale of an interconnection, the communication bottleneck in real-time monitoring, regional disclosure policies, and reliability issues. In this context, distributed PSSE methods are treated here under a unified and systematic framework. A novel algorithm is developed based on the alternating direction method of multipliers. It leverages existing PSSE solvers, respects privacy policies, exhibits low communication load, and its convergence to the centralized estimates is guaranteed even in the absence of local observability. Beyond the conventional least-squares based PSSE, the decentralized framework accommodates a robust state estimator. By exploiting interesting links to the compressive sampling advances, the latter jointly estimates the state and identifies corrupted measurements. The novel algorithms are numerically evaluated using the IEEE 14-, 118-bus, and a 4200-bus benchmarks. Simulations demonstrate that the attainable accuracy can be reached within a few inter-area exchanges, while largest residual tests are outperformed.


电网监控基础设施现代化有两个关键问题:首先,PSSE应在互连级别执行。然而,互连可能包括数千条总线,而每个状态通常需要 2-3 次测量。还需要实时处理以及对损坏数据的弹性,这使得集中状态估计在计算上变得强大。此外,集中式方法容易受到攻击,并且在涉及政策和隐私问题时不灵活。其次,电网的分散信息处理可以在多个层次结构中执行[11]:PMU测量可以通过相量数据集中器(PDC)处理[26];传统的监控和数据采集(SCADA)测量以及PDC融合数据可以通过ISO进行汇总;最后,来自ISO的估计可以在互连级别合并。这些考虑证实了分布式PSSE和不良数据分析对于实现智能电网愿景至关重要。


第二节回顾了用于PSSE和不良数据分析的现有分布式方法。PSSE问题,其独特的要求和挑战在第三节中重点介绍。在第四节中,开发了一种新的分布式PSSE方法。基于乘法器的交替方向方法[2],实现了本地控制中心之间的系统合作,具有独特的功能:它促进了几种实用的PSSE公式;它降低了区域间信息交换的开销;无论局部可观测性或参数调整如何,都可以保证其收敛性;并且生成的算法可以由本地控制中心已经在使用的求解器执行。在此框架的基础上,第五节推导出了一个强大的去中心化估算器。与传统的两步不良数据分析不同,新方法以分散的方式实现Huber的M估计器[1],而PSSE与不良数据删除一起完成。利用引入的不良数据向量的稀疏性,新算法通过几次迭代增加了标准PSSE求解器。第六节对新颖的鲁棒去中心化算法进行了数值评估,第七节对本文进行了总结。


📚2 运行结果

2.1 算例1

导出结果图:

然后剩下的算例直接导出结果图,更清晰一点。

2.2 算例2

2.3 算例3

2.4 算例4

2.5 算例5

2.6 算例6


🎉3 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。


V. Kekatos and G. B. Giannakis, "Distributed Robust Power System State Estimation," in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 28, no. 2, pp. 1617-1626, May 2013, doi: 10.1109/TPWRS.2012.2219629.


🌈4 Matlab代码、数据、文章

相关文章
|
1月前
|
安全 调度
电力系统的负荷损失和潮流计算matlab仿真,对比最高度数,最高介数以及最高关键度等节点攻击
本课题研究节点攻击对电力系统稳定性的影响,通过模拟最高度数、最高介数和最高关键度攻击,对比不同攻击方式下的停电规模。采用MATLAB 2022a 进行系统仿真,核心程序实现线路断开、潮流计算及优化。研究表明,节点攻击会导致负荷损失和系统瘫痪,对电力系统的安全构成严重威胁。通过分析负荷损失率和潮流计算,提出减少负荷损失的方法,以提升电力系统的稳定性和安全性。
|
3月前
|
安全
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
本文介绍了2023年高教社杯数学建模竞赛D题的圈养湖羊空间利用率问题,包括问题分析、数学模型建立和MATLAB代码实现,旨在优化养殖场的生产计划和空间利用效率。
174 6
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
|
3月前
|
存储 算法 搜索推荐
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
本文提供了2022年华为杯数学建模竞赛B题的详细方案和MATLAB代码实现,包括方形件组批优化问题和排样优化问题,以及相关数学模型的建立和求解方法。
122 3
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
|
3月前
|
算法 测试技术 SoC
基于直流潮流的IEEE30电力系统停电分布及自组织临界性分析matlab仿真
本研究提出一种基于直流潮流的算法来分析电力系统的停电分布及自组织临界性。算法迭代更新参数并模拟线路随机断开,运用粒子群优化计算关键值,并评估线路接近容量极限的概率。通过改变参数β和μ,分析不同线路可靠性和容量增加方式下的停电分布,并探索系统趋向临界状态的过程及停电概率分布。该方法基于IEEE30测试系统,利用MATLAB2022a实现,简化处理有功功率流动,适用于评估电力系统稳定性及预防大规模停电事故。
|
3月前
|
数据采集 存储 移动开发
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
本文介绍了2023年五一杯数学建模竞赛B题的解题方法,详细阐述了如何通过数学建模和MATLAB编程来分析快递需求、预测运输数量、优化运输成本,并估计固定和非固定需求,提供了完整的建模方案和代码实现。
86 0
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
|
4月前
|
调度
基于蒙特卡洛的电力系统可靠性分析matlab仿真,对比EDNS和LOLP
电力系统可靠性评估研究,聚焦于LOLP(电力不足概率)和EDNS(期望缺供电量)的模拟分析。使用MATLAB2022a进行基于蒙特卡洛的仿真,模拟单线及多线故障,分析连锁效应。程序中通过随机断开线路,计算潮流,判断越限并用PSO优化。结果显示,LOLP和EDNS增加时,故障概率降低,但小概率大影响事件概率上升。以IEEE24-RTS系统为案例,考虑元件失效的马尔科夫过程,不考虑3个及以上元件失效情况,因为可能导致系统大规模崩溃。仿真步骤包括随机线路断开、故障分析和稳定性评估,涉及信息节点概率计算、潮流计算及优化决策。
|
6月前
|
数据安全/隐私保护
地震波功率谱密度函数、功率谱密度曲线,反应谱转功率谱,matlab代码
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
|
6月前
|
数据安全/隐私保护
耐震时程曲线,matlab代码,自定义反应谱与地震波,优化源代码,地震波耐震时程曲线
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
|
6月前
|
算法 调度
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)

热门文章

最新文章