Interval State Estimation for Distribution Network Considering Time-delay Fusion in Multi-source Measurement Environment

LI Shiwei; LUO Chen; HE Ye; WU Hongbin; DING Ming; HUA Yuting

doi:10.7500/AEPS20230914001

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Interval State Estimation for Distribution Network Considering Time-delay Fusion in Multi-source Measurement Environment

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Interval State Estimation for Distribution Network Considering Time-delay Fusion in Multi-source Measurement Environment
- Automation of Electric Power Systems Vol. 48, Issue 12, Pages: 120-129(2024)
- 作者机构：
  
  1.新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学),安徽省合肥市 230009
  2.国网安徽省电力有限公司电力科学研究院,安徽省合肥市 230601
  3.合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室),安徽省合肥市 230031
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the Regional Innovation and Development Joint Fund of National Natural Science Foundation of China(U19A20106);Anhui Provincial Natural Science Foundation of China(2208085UD10)
- DOI：10.7500/AEPS20230914001
  CLC：
- Received：14 September 2023，
  
  Revised：2023-11-29，
  
  Published Online：28 April 2024，
  
  Published：25 June 2024
- 稿件说明：
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李诗伟,骆晨,何叶等.多源量测环境下计及时延融合的配电网区间状态估计[J].电力系统自动化,2024,48(12):120-129.

LI Shiwei,LUO Chen,HE Ye,et al.Interval State Estimation for Distribution Network Considering Time-delay Fusion in Multi-source Measurement Environment[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(12):120-129.
李诗伟,骆晨,何叶等.多源量测环境下计及时延融合的配电网区间状态估计[J].电力系统自动化,2024,48(12):120-129. DOI： 10.7500/AEPS20230914001.

LI Shiwei,LUO Chen,HE Ye,et al.Interval State Estimation for Distribution Network Considering Time-delay Fusion in Multi-source Measurement Environment[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(12):120-129. DOI： 10.7500/AEPS20230914001.

摘要

配电网运行的不确定性和量测误差的未知但有界性使得精准感知系统状态难以实现。为此，文中考虑多源量测环境提出了一种计及时延融合的配电网区间状态估计方法。首先，扩展微型同步相量测量装置的量测范围，增加高精度量测冗余，提出多源量测数据融合策略实现量测数据在采样时刻上的同步。其次，基于区间数建立计及量测不确定性的区间状态估计模型，并线性化区间量测函数以降低模型复杂度。然后，提出结合区间约束传播的改进Krawczyk-Moore(KM)算法求解区间状态估计模型，采用改进的KM算子设定合理的初始解区间，引入区间约束传播缓解KM算法区间过度扩张的问题。基于IEEE 33节点和IEEE 118节点配电系统的仿真结果表明，所提方法在保证区间完备性的同时有效降低了估计区间的保守性。

Abstract

The operational uncertainty of distribution networks and the unknown but bounded characteristic of measurement errors make it difficult to achieve accurate state awareness of the system. Therefore

this paper proposes an interval state estimation method for distribution networks considering time-delay fusion in multi-source measurement environments. First

the measurement range of the distribution-level phasor measurement unit (D-PMU) is expanded to increase high-precision measurement redundancy

and a fusion strategy for multi-source measurement data is proposed to achieve the synchronization of measurement data at the sampling time. Subsequently

an interval state estimation model considering measurement uncertainty is established based on the interval number

and the interval measurement function is linearized to reduce model complexity. Then

an improved Krawczyk-Moore (KM) algorithm combining interval constraint propagation is proposed to solve the interval state estimation model. The improved KM operator is employed to set a reasonable initial solution interval

and interval constraint propagation is introduced to alleviate the excessive expansion problem of intervals in the KM algorithm. Simulation results based on the IEEE 33-bus distribution system and the IEEE 118-bus distribution system show that the proposed method ensures interval completeness while reducing the conservatism of the estimated interval effectively.

关键词

Keywords

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