远程终端单元(remote terminal unit, RTU)是当前电网中最主要的测量终端,但是其量测量没有统一时标,更新频率低,而且存在不确定性的传输时延。而同步相量测量单元(phasor measurement unit, PMU)具有高同步、高精度等特点,成为电力系...远程终端单元(remote terminal unit, RTU)是当前电网中最主要的测量终端,但是其量测量没有统一时标,更新频率低,而且存在不确定性的传输时延。而同步相量测量单元(phasor measurement unit, PMU)具有高同步、高精度等特点,成为电力系统中重要的数据采集装置。为协调利用这两种测量数据,首先归纳出RTU量测非同步的来源,分析了量测数据不同步对状态估计和潮流计算的影响,并给出了相关的验证结果。并提出基于能量交互算子的量测数据相关性分析方法。该方法应用同步数据间相关性最大的原理,利用PMU所产生的精确数据来同步RTU数据,为混合测量系统确定测量基准时刻。通过对IEEE39节点电网和广东83节点实际电网的仿真,结果表明该方法能有效校正量测数据非同步以及改善状态估计和潮流计算精度。展开更多
电力系统状态估计(power system state estimation,PSSE)在现代智能电网的稳定运行中起着至关重要的作用,但它也容易遭受网络攻击。虚假数据注入攻击(false data injection attacks,FDIA)是最常见的网络攻击方式之一,它可以篡改量测数...电力系统状态估计(power system state estimation,PSSE)在现代智能电网的稳定运行中起着至关重要的作用,但它也容易遭受网络攻击。虚假数据注入攻击(false data injection attacks,FDIA)是最常见的网络攻击方式之一,它可以篡改量测数据并绕过不良数据检测(bad data detection,BDD)机制,从而导致不正确的状态估计结果。文中提出一种基于数据驱动的针对PSSE的FDIA防御框架,该框架包含异常检测子框架和数据恢复子框架。异常检测部分采用改进的图卷积网络(improved graph convolutional network,IGCN)模型,该模型采用动态的边缘条件滤波器作用于图结构中,有效利用电力系统的拓扑信息、节点特征和边特征,从而检测出异常值。数据恢复部分采用变分自编码器(variational auto-encoder,VAE)模型,该模型将深度学习思想与贝叶斯推理相结合,可以有效地将异常数据恢复到在正常运行情况下的数值。针对不同攻击强度和攻击程度下的IEEE 14系统进行案例研究,以评估防御框架的检测与恢复性能。仿真结果表明,基于IGCN的异常检测子框架性能优于常规的数据驱动模型框架,其总体精确率为99.348%,召回率为99.331%,F1值为99.324%,基于VAE的数据恢复子框架的总体平均绝对误差为0.00534 p.u.,证明了防御框架优异的检测与恢复性能。展开更多
多能流状态估计是能源互联网的重要研究领域。目前,关于电-水耦合系统状态估计的研究刚起步,还存在对水网工况适应性差、对电-水耦合信息利用不充分等问题。为此,提出一种考虑管道摩阻系数修正的水网双线性最小二乘(weighted least squa...多能流状态估计是能源互联网的重要研究领域。目前,关于电-水耦合系统状态估计的研究刚起步,还存在对水网工况适应性差、对电-水耦合信息利用不充分等问题。为此,提出一种考虑管道摩阻系数修正的水网双线性最小二乘(weighted least square,WLS)状态估计方法,并进一步基于水泵虚拟测量构造电-水耦合信息双向传递,提出适用于电-水耦合系统分立运行、协同运行和联合运行的双线性WLS状态估计方法。用11节点水网及其与IEEE-14节点、IEEE-118节点电网耦合形成的2个电-水耦合系统验证了所提双线性WLS估计的有效性。算例结果证明了水网状态估计中修正管道摩阻系数的必要性与双线性WLS估计方法在计算效率与小流量水网适应性方面的优越性,以及协同估计与联合估计在提升电网/水网状态估计精度、数据一致性与可观性方面的有效性。展开更多
当电力系统遭受某种较大扰动时,其安全稳定将受到威胁。为实现对整个系统受扰后机电暂态过程的完整跟踪,提出一种新的融合同步发电机动态状态估计(dynamic state estimation of synchronous generator,DSE-SG)的电力系统状态估计(state ...当电力系统遭受某种较大扰动时,其安全稳定将受到威胁。为实现对整个系统受扰后机电暂态过程的完整跟踪,提出一种新的融合同步发电机动态状态估计(dynamic state estimation of synchronous generator,DSE-SG)的电力系统状态估计(state estimation of power system,SE-PS),研究该如何将DSE-SG的结果进一步应用于系统侧SE-PS中去,以实现全系统动、静态状态量的统一估计。首先,围绕全电力系统机电暂态DSE的求解方式,论述了完全联立的不可行性、解耦估计的实现条件以及复耦估计的必要性与意义;其次,在梳理DSE-SG与SE-PS概念、数学模型的基础上,厘清了所涉变量、方程组的地位、作用、关系及数据流程,为复耦媒介量的选取及接口方式的确定奠定了理论基础,形成了复耦估计的实现构思;进一步,提出两种不同的接口方式,详细给出其各自具体的实现方法及流程;最后,将所提方法在IEEE9节点系统中予以实现,结果表明该方法可良好跟踪全电力系统机电暂态过程,实现动、静态状态量的统一估计,较未融合DSE-SG结果的传统SE-PS精度更高,滤波效果更显著。展开更多
文摘远程终端单元(remote terminal unit, RTU)是当前电网中最主要的测量终端,但是其量测量没有统一时标,更新频率低,而且存在不确定性的传输时延。而同步相量测量单元(phasor measurement unit, PMU)具有高同步、高精度等特点,成为电力系统中重要的数据采集装置。为协调利用这两种测量数据,首先归纳出RTU量测非同步的来源,分析了量测数据不同步对状态估计和潮流计算的影响,并给出了相关的验证结果。并提出基于能量交互算子的量测数据相关性分析方法。该方法应用同步数据间相关性最大的原理,利用PMU所产生的精确数据来同步RTU数据,为混合测量系统确定测量基准时刻。通过对IEEE39节点电网和广东83节点实际电网的仿真,结果表明该方法能有效校正量测数据非同步以及改善状态估计和潮流计算精度。
文摘电力系统状态估计(power system state estimation,PSSE)在现代智能电网的稳定运行中起着至关重要的作用,但它也容易遭受网络攻击。虚假数据注入攻击(false data injection attacks,FDIA)是最常见的网络攻击方式之一,它可以篡改量测数据并绕过不良数据检测(bad data detection,BDD)机制,从而导致不正确的状态估计结果。文中提出一种基于数据驱动的针对PSSE的FDIA防御框架,该框架包含异常检测子框架和数据恢复子框架。异常检测部分采用改进的图卷积网络(improved graph convolutional network,IGCN)模型,该模型采用动态的边缘条件滤波器作用于图结构中,有效利用电力系统的拓扑信息、节点特征和边特征,从而检测出异常值。数据恢复部分采用变分自编码器(variational auto-encoder,VAE)模型,该模型将深度学习思想与贝叶斯推理相结合,可以有效地将异常数据恢复到在正常运行情况下的数值。针对不同攻击强度和攻击程度下的IEEE 14系统进行案例研究,以评估防御框架的检测与恢复性能。仿真结果表明,基于IGCN的异常检测子框架性能优于常规的数据驱动模型框架,其总体精确率为99.348%,召回率为99.331%,F1值为99.324%,基于VAE的数据恢复子框架的总体平均绝对误差为0.00534 p.u.,证明了防御框架优异的检测与恢复性能。
文摘多能流状态估计是能源互联网的重要研究领域。目前,关于电-水耦合系统状态估计的研究刚起步,还存在对水网工况适应性差、对电-水耦合信息利用不充分等问题。为此,提出一种考虑管道摩阻系数修正的水网双线性最小二乘(weighted least square,WLS)状态估计方法,并进一步基于水泵虚拟测量构造电-水耦合信息双向传递,提出适用于电-水耦合系统分立运行、协同运行和联合运行的双线性WLS状态估计方法。用11节点水网及其与IEEE-14节点、IEEE-118节点电网耦合形成的2个电-水耦合系统验证了所提双线性WLS估计的有效性。算例结果证明了水网状态估计中修正管道摩阻系数的必要性与双线性WLS估计方法在计算效率与小流量水网适应性方面的优越性,以及协同估计与联合估计在提升电网/水网状态估计精度、数据一致性与可观性方面的有效性。
文摘当电力系统遭受某种较大扰动时,其安全稳定将受到威胁。为实现对整个系统受扰后机电暂态过程的完整跟踪,提出一种新的融合同步发电机动态状态估计(dynamic state estimation of synchronous generator,DSE-SG)的电力系统状态估计(state estimation of power system,SE-PS),研究该如何将DSE-SG的结果进一步应用于系统侧SE-PS中去,以实现全系统动、静态状态量的统一估计。首先,围绕全电力系统机电暂态DSE的求解方式,论述了完全联立的不可行性、解耦估计的实现条件以及复耦估计的必要性与意义;其次,在梳理DSE-SG与SE-PS概念、数学模型的基础上,厘清了所涉变量、方程组的地位、作用、关系及数据流程,为复耦媒介量的选取及接口方式的确定奠定了理论基础,形成了复耦估计的实现构思;进一步,提出两种不同的接口方式,详细给出其各自具体的实现方法及流程;最后,将所提方法在IEEE9节点系统中予以实现,结果表明该方法可良好跟踪全电力系统机电暂态过程,实现动、静态状态量的统一估计,较未融合DSE-SG结果的传统SE-PS精度更高,滤波效果更显著。
