一種基于核密度估計(jì)的配電網(wǎng)偽量測生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[ooou 本發(fā)明設(shè)及一種基于核密度估計(jì)的配電網(wǎng)偽量測生成方法，利用電網(wǎng)的歷史數(shù)據(jù) 與一種核密度估計(jì)的回歸負(fù)荷預(yù)測方法的預(yù)測值和等間距插值法獲得偽量測，屬于電力系 統(tǒng)調(diào)度自動化與電網(wǎng)仿真技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)是配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的最基礎(chǔ)和最重要的功能之一，但是現(xiàn)在的配 電網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集量龐大而復(fù)雜，測點(diǎn)的硬件安裝需要耗費(fèi)大量的資金和精力，在每一節(jié)點(diǎn) 都安裝量測既不經(jīng)濟(jì)，也不現(xiàn)實(shí)，導(dǎo)致配電網(wǎng)量測數(shù)據(jù)嚴(yán)重不足，所W需要引入偽量測對缺 少的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)足。目前，通常采用短期負(fù)荷預(yù)測的方法求得非量測負(fù)荷的時(shí)序數(shù)據(jù) (偽量測數(shù)據(jù)），來補(bǔ)充量測配置的不足或者從較長時(shí)間間隔的電度表計(jì)量數(shù)據(jù)、用戶賬單 信息，15分鐘間隔的計(jì)量自動讀表數(shù)據(jù)作為偽量測。但是該些數(shù)據(jù)的共同特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性較 差，利用該些數(shù)據(jù)得到負(fù)荷偽量測精度不高。同時(shí)，由于計(jì)算效率的要求，偽量測數(shù)據(jù)無法 達(dá)到實(shí)時(shí)量測相同的采用頻率，所W未預(yù)測的偽量測數(shù)據(jù)需要通過插值的方法得到。從上 述的問題來講，需要一種精度高的插值算法用于偽量測生成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提出一種基于核密度估計(jì)的配電網(wǎng)偽量測生成方法，在線跟蹤電 力系統(tǒng)的狀態(tài)變化，遞歸生成負(fù)荷偽量測，為配電網(wǎng)的狀態(tài)估計(jì)提供可靠的信息。
[0004] 本發(fā)明提出的基于核密度估計(jì)的配電網(wǎng)偽量測生成方法，包括W下步驟：
[0005] (1)從配電網(wǎng)的管理數(shù)據(jù)庫中獲取配電網(wǎng)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)的序列集 為 Xi= {xXi2,.....，Xi。}，其中 i = (1, 2,. . , m)，一般選擇 n = 96，m = 2190,1《q《n 對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，設(shè)當(dāng)前時(shí)刻為t-1，對下一時(shí)刻t的配電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，得到配 電網(wǎng)的未來負(fù)荷；將當(dāng)前時(shí)刻t-1與下一個(gè)時(shí)刻t分別記為第q-1和第q個(gè)時(shí)刻。
[0006] (2)定義上述負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)的序列集Xi的聯(lián)合概率密度f狂1)的核密度估計(jì)為：
[0007]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于核密度估計(jì)的配電網(wǎng)偽量測生成方法，其特征在于該方法包括以下步驟： (1) 從配電網(wǎng)的管理數(shù)據(jù)庫中獲取配電網(wǎng)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)的序列集為Xi ={χη, Xi2,.....，XiJ，其中 i = (1，2, · ·，m)，一般選擇 n = 96，m = 2190,1 彡 q 彡 η 對歷 史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，設(shè)當(dāng)前時(shí)刻為t-1，對下一時(shí)刻t的配電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，得到配電網(wǎng) 的未來負(fù)荷；將當(dāng)前時(shí)刻t-Ι與下一個(gè)時(shí)刻t分別記為第q-Ι和第q個(gè)時(shí)刻。 (2) 定義上述負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)的序列集聯(lián)合概率密度f (Xi)的核密度估計(jì)為：
其中，Xj是1彡q彡η個(gè)連續(xù)時(shí)序負(fù)荷所構(gòu)成的向量變量X = [X ^ X2,.....，Xtl]中的 一個(gè)變量，q的選取通常根據(jù)投資者或決策者的目的而定的，或者由AIC標(biāo)準(zhǔn)確定：
當(dāng)AIC達(dá)到最小時(shí)對應(yīng)便為所求。 h是第j個(gè)連續(xù)時(shí)序負(fù)荷所構(gòu)成的向量變量的平滑系數(shù)，記為帶寬，帶寬表征了核 函數(shù)在負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)序列集附近的作用范圍，最優(yōu)帶寬為：
，其中
是歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)的序列集Xi的標(biāo)準(zhǔn)差，K(.)記為核函數(shù)，核函數(shù) 的定義為：
(3) 根據(jù)上述核密度估計(jì)公式，利用下式得到下一時(shí)刻t配電網(wǎng)負(fù)荷的期望值E(Xt):
將下一時(shí)刻t的期望值作為下一時(shí)刻t的負(fù)荷預(yù)測值，即下一時(shí)刻t的負(fù)荷預(yù)測值< 為：
(4) 將預(yù)測時(shí)刻前的最近n-1個(gè)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)記為Xl，·· ，將負(fù)荷預(yù)測值記為 xn，Xn等于上述步驟（3)中的 <，將與歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)和負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)相對應(yīng)的采樣時(shí)刻記 為 A1, · · ·，tn，定義一個(gè)采樣時(shí)刻函數(shù) Hti)，f(ti) = Xi (i = 1，2, · · ·，η); (5) 將歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻記為ti:t i= t ^ihQ = 1，2,--，η)，其中h = I^fti 為采樣步長，采樣步長為常數(shù)； (6) 上述采樣時(shí)刻函數(shù)f(ti)在歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻&處，以上述h為采樣步 長的一階向前差分為:Af(ti)=以心 +1)4(心），則η階向前差分為：Anf(ti)= An^faw)-An^fai)； (7)設(shè)定在下一時(shí)刻t進(jìn)行插值，得到下一時(shí)刻t的負(fù)荷值，其中I^1C t < tn，且t =
h為采樣步長； (8) 求解以下等距節(jié)點(diǎn)插值函數(shù)：
得到配電網(wǎng)偽量測Sn(t)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于偽量測生成的插值方法，屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化與電網(wǎng)仿真技術(shù)領(lǐng)域。首先將電量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)采集的負(fù)荷數(shù)據(jù)作為負(fù)荷量測；并利用某種算法得到未知的預(yù)測值；然后利用此預(yù)測值，以歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，再結(jié)合一種高效率的等距節(jié)點(diǎn)插值方法；來補(bǔ)充配電網(wǎng)量測裝置的不足。本發(fā)明的偽量測生成方法充分利用了配電網(wǎng)計(jì)量系統(tǒng)中的負(fù)荷數(shù)據(jù)，且其算法簡單，收斂性能得到保證，只要節(jié)點(diǎn)間距充分小，等距節(jié)點(diǎn)法總能獲得所要求的精度，計(jì)算速度快，能夠使非量測點(diǎn)的偽量測負(fù)荷的準(zhǔn)確度達(dá)到或者接近實(shí)際量測值，保持負(fù)荷數(shù)據(jù)的光滑性，進(jìn)而提高了配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)準(zhǔn)確度。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號】CN104537233
【申請?zhí)枴緾N201410815207
【發(fā)明人】吳文傳, 吳越強(qiáng), 郭昆亞, 張伯明, 孫宏斌, 王英男, 黃哲洙, 金鵬, 郭慶來
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 清華大學(xué), 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司沈陽供電公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月23日