(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 202210765825.7 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南 开区卫津路9 2号 申请人 南方电网数字电网研究院有限公司 　 广东电网有限责任公司中山供电局 (72)发明人 王成山　高世远　刘喆林　于浩　 李鹏　习伟　蔡田田　陈波　 邓清唐　杨英杰　周培　潘斌　 胡筱曼　陈旗展　崔益国　陈浩河　 董芝春　吴毅江　何欣欣　李信杭　 曾土林　黄乐彬　徐浩庭　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 专利代理师 杜文茹(51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) G06F 9/50(2006.01) (54)发明名称 基于近端原子协调的数字配电网分布式状 态估计方法 (57)摘要 一种基于近端原子协调的数字配电网分布 式状态估计方法： 对于给定的包含多个区域的数 字配电网， 每个区域部署一个边缘计算装置， 并 输入各区域数字配电网的内部信息； 各区域的边 缘计算装置分别确定本区域的状态变量、 区内约 束矩阵和区间协调矩阵； 各区域的边缘计算装置 分别初始化状态估计的状态变量、 原始拉格朗日 乘子、 对偶拉格朗日乘子； 各区域的边缘计算装 置采用近端原子协调算法求解基于半正定规划 的原子化分布式状态估计问题， 并与相邻区域的 边缘计算装置进行信息交互； 各区域的边缘计算 装置全部完成信息交互后， 更新迭代次数； 各区 域的边缘计算装置分别判断节点电压估计结果 偏差是否 大于估计收敛阈值。 本发 明有效提升了 计算效率， 减少了 计算负担 。 权利要求书4页 说明书7页 附图3页 CN 115021251 A 2022.09.06 CN 115021251 A 1.一种基于近端原子协调的数字配电网分布式状态估计方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： 1)对于给定的包含多个区域的数字配电网， 每个区域部署一个边缘计算装置， 并输入 各区域数字配电网的内部拓扑连接关系， 边界连接关系， 线路阻抗参数， 负荷、 分布式电源 的接入位置及容 量以及多源量测数据的配置信息； 设置迭代次数τ ＝0、 估计收敛阈值∈； 2)各区域的边缘计算装置分别依据步骤1)中区域数字配电网的内部拓扑连接关系、 边 界连接关系及多源量测数据的配置信息， 确定本区域的状态估计的状态变量、 区内约束矩 阵和区间协调矩阵； 3)各区域的边缘计算装置分别初始化状态估计的状态变量、 原始拉格朗日乘子、 对偶 拉格朗日乘子； 4)各区域的边缘计算装置分别获取状态估计时刻的多源量测数据、 依据 所述的区内约 束矩阵和区间协调矩阵， 采用近端原子协调算法求解基于 半正定规划的原子化分布式状态 估计问题， 并与相邻区域的边 缘计算装置进行信息交 互； 5)各区域的边 缘计算装置全部 完成信息交 互后， 更新迭代次数τ ＝ τ +1； 6)各区域的边缘计算装置分别判断第 τ 次迭代时的节点电压估计结果偏差是否大于估 计收敛阈值∈， 若存在一个或者多个区域的节点电压估计结果偏差大于估计收敛阈值∈， 则转到步骤4)， 否则分别输出 各区域的状态估计结果。 2.根据权利要求1所述的基于近端原子协调的数字配电网分布式状态估计方法， 其特 征在于， 步骤1)中所述的多源量测数据包括传统量测数据和微型同步相量量测数据， 传统 量测数据包括数据采集与监视控制系统的量测数据和高级量测体系的量测数据。 3.根据权利要求1所述的基于近端原子协调的数字配电网分布式状态估计方法， 其特 征在于， 步骤2)所述的确定本区域的状态估计的状态变量、 区内约束矩阵和区间协调矩阵 具体表示 为： 2.1)对于任意的区域 为区域集合， 区域k的状态估计的状态变量V ′k为： 式中， vk＝{vk,i∠θk,i|i∈Ξk}为区域k的电压向量， Ξk为区域k的节点以及相邻区域边 界 节点集合， Mk为区域k的节点与相邻区域边界节点的总数， 为区域k的节点集合， Nk为区域k的节点数目， Ωk为区域k的边界节点集 合， i为Ξk中的节点编号， vk,i为区域k节点i的电压幅值， θk,i为区域k节点i的电压相角； 为 区域k的电压向量vk的共轭转置； 2.2)对于任意的区域 区域k的区内约束矩阵 和区间协调矩阵Jk分别为： 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115021251 A 2式中， 为区域k的零注入节 点集合， Gk为区域k的零注入节点数目； m 为 中的节点编 号； 为区域k内节点m的有功功率零注入约束矩阵； 为区域k内节 点Gk的有功功率零注入约束矩阵； 为区域k内节点m的无功功率零注入约束矩阵； 为区域k内节点Gk的无功功率零注入约束矩阵； 为实数集合， Jk(p,q)为Jk的 第p行第q列元素； Yk,m为区域k内节点m关联的导纳矩阵； 为区域k内节 点m关联的导纳矩 阵的共轭转置； 表达式为： 式中， Yk为区域k的节点导纳矩阵； { ξm|m＝1,2, …,Nk}为Nk维空间中的标准正交基底， ξm 为标准正交基底中的第m维向量。 4.根据权利要求1所述的基于近端原子协调的数字配电网分布式状态估计方法， 其特 征在于， 步骤3)所述的初始化状态估计的状态变量表示 为： 其中， V′k[0]为区域k第0次迭代的状态估计的状态变量， Mk为区域k的节点与相邻区域 边界节点的总数。 5.根据权利要求1所述的基于近端原子协调的数字配电网分布式状态估计方法， 其特 征在于， 步骤3)所述的原始拉格朗日乘子包括区域内约束原始拉格朗日乘子μk[0]和区域 间约束原始拉格 朗日乘子vk[0]， 所述的对偶拉格朗日乘子包括区域内约束对偶拉格朗日 乘子 区域间约束对偶拉格朗日乘子 分别设置为： 式中， ρ 为区域k预设的固定步长； γk为区域k的区域内约束原始拉格朗日乘子 μk与区域 间约束原始拉格朗日乘子vk的过松弛系数； 为区域k的区域内约束对偶拉格朗日乘子 与区域间约束对偶拉格朗日乘子 的过松弛系数； 为区域k的区内约束矩阵； Jk为区域k 的区间协调矩阵。 6.根据权利要求1所述的基于近端原子协调的数字配电网分布式状态估计方法， 其特 征在于， 步骤4)所述的采用近端原子协调算法求解基于 半正定规划的原子化分布式状态估 计问题， 并与相邻区域的边 缘计算装置进行信息交 互， 表示为： 4.1)对于任意 的区域 为区域集合， 区域k 的基于半正定规划的原子化分布式 状态估计问题描述 为： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115021251 A 3