構(gòu)建模塊包括：
[0110] 建立單元，用于建立多區(qū)域狀態(tài)估計模型，所述多區(qū)域狀態(tài)估計模型的表達式為：
[0111]
[0112] 其中，J為多區(qū)域狀態(tài)估計模型的目標函數(shù)，N為多區(qū)域的總數(shù)，zi為區(qū)域i的WAMS 量測，Ai為區(qū)域i的量測方程矩陣，xi為區(qū)域i的狀態(tài)矢量，Wi為區(qū)域i的權(quán)重矩陣；x = [XI，. . .，XN]為η維全系統(tǒng)狀態(tài)矢量，B為4bXn階矩陣，b為聯(lián)絡(luò)線支路數(shù)，B=[Bi，. . .，Bn]， 滿足
[0113] 最優(yōu)解求解單元，用于依次通過第一方程組、第二方程組和第Ξ方程組求出多區(qū) 域狀態(tài)估計模型的最優(yōu)解，所述第一方程組的表達式為
所述第二方程組的 表達式為：
，其中，疋為 區(qū)域i未經(jīng)修正的本地狀態(tài)估計值，λ為拉格朗日乘子，為區(qū)域i的最優(yōu)狀態(tài)估計值，dl為 區(qū)域i的估計協(xié)調(diào)增量；
[0114] 所述建立單元的輸出端通過最優(yōu)解求解單元進而與本地狀態(tài)估計模塊的輸入端 連接。
[0115] 參照圖2,進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述判斷模塊包括：
[0116] 判斷單元，用于各子區(qū)域i根據(jù)本地上傳的WAMS量測中對角線矩陣Si對角元素的 值來判斷本地上傳的WAMS量測是否有量測缺失，若對角線矩陣Si對角元素的值為0,則判定 本地上傳的WAMS量測有量測缺失，此時執(zhí)行迭代修正單元;若對角線矩陣Si對角元素的值 為1，則判定本地上傳的WAMS量測無量測缺失，此時直接跳至輸出單元；
[0117] 迭代修正單元，用于迭代執(zhí)行WAMS量測缺失情況下的迭代修正算法，直到修正后 的本地狀態(tài)估計值收斂至剔除缺失量測后的集中式估計值，然后執(zhí)行輸出單元；
[0118] 輸出單元，用于將各子區(qū)域修正后的本地狀態(tài)估計值進行輸出；
[0119] 所述分布式一致性協(xié)議執(zhí)行模塊的輸出端與判斷單元的輸入端連接，所述判斷單 元的輸出端分別與迭代修正單元的輸入端和輸出單元的輸入端連接，所述迭代修正單元的 輸出端還與輸出單元的輸入端連接。
[0120] 下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0121] 實施例一
[0122] 本實施例對本發(fā)明所設(shè)及的相關(guān)理論及本發(fā)明的具體實現(xiàn)過程進行詳細介紹。
[0123] 針對傳統(tǒng)WAMS具有龐大數(shù)據(jù)量、存在量測數(shù)據(jù)缺失的問題和新型通信拓撲（鏈狀 或網(wǎng)狀)的發(fā)展，本發(fā)明提出了一種針對WAMS量測缺失的多區(qū)域電力系統(tǒng)狀態(tài)估計方法，如 圖4所示，無需協(xié)調(diào)中屯、，能適應(yīng)任意通信拓撲;在WAMS正常情況(WAMS量測無缺失)下，能快 速收斂至集中式估計值;在WAMS出現(xiàn)部分PMU量測缺失時，無需改變原有信息矩陣結(jié)構(gòu)，只 需執(zhí)行若干次分布式一致性協(xié)議能使各子區(qū)域本地估計值收斂至剔除缺失量測后的集中 式估計值。
[0124] (一)多區(qū)域電力系統(tǒng)狀態(tài)估計模型及相關(guān)定義
[0。5]如圖3所示的二分區(qū)互聯(lián)電力系統(tǒng)，區(qū)域i的狀態(tài)量矢i
定義 為：
[0126] a)區(qū)域i內(nèi)部狀態(tài)XI,int:區(qū)域i內(nèi)不與其它區(qū)域相連接的節(jié)點狀態(tài)量；
[0127] b)區(qū)域i內(nèi)部邊界狀態(tài)XI,bint:區(qū)域i內(nèi)與其它區(qū)域相連接的節(jié)點狀態(tài)量；
[0128] C)區(qū)域i外部邊界狀態(tài)XI,bext:其它區(qū)域內(nèi)與區(qū)域i相連接的節(jié)點狀態(tài)量。
[0129 ]類似地，可定義出區(qū)域j的狀態(tài)量矢量。
[0130] 本發(fā)明建立的多區(qū)域電力系統(tǒng)狀態(tài)估計模型為：
[0131]
[013引其中，Z功區(qū)域i的量測;Wi為區(qū)域i的權(quán)重矩陣;B為4bXn階矩陣，B每行中有兩個 非零元素為1或-1，分別對應(yīng)兩個相鄰區(qū)域的邊界狀態(tài)量；b為聯(lián)絡(luò)線支路數(shù)。令B = [Bi，...，Bn]，則有：
[0133]
[0134] 引入拉格朗日乘子λ，上述多區(qū)域電力系統(tǒng)狀態(tài)估計模型的最優(yōu)求解過程可通過 W下Ξ個方程組來實現(xiàn)：
[0138] 其中，為為區(qū)域i的最優(yōu)狀態(tài)估計值，di為區(qū)域i的估計協(xié)調(diào)增量。
[0139] 由W上Ξ個方程組可知，λ需要各區(qū)域聯(lián)合求解。
[0140] 故最優(yōu)求解過程的第二方程組可等效改寫為：
[0141]
[0142] 各區(qū)域i僅已知Bi，即僅已知矩陣Β中關(guān)于區(qū)域i邊界狀態(tài)的部分列向量，而區(qū)域i 的初始狀態(tài)設(shè)為：
[0145]分布式一致性協(xié)議可采用現(xiàn)有的有限時間平均一致性協(xié)議來實現(xiàn)。各區(qū)域執(zhí)行分 布式一致性協(xié)議后可得到一致平均值
，然后再通過分布式加權(quán)最小二乘估 計算法即可得到本地狀態(tài)估計值，因為為常數(shù)矩陣，初始化只需一次。
[0146 ](二)分布式加權(quán)最小二乘估計算法
[0147]本發(fā)明的分布式加權(quán)最小二乘估計算法的具體過程為：
[014引（1)進行初始化，為各區(qū)域i置一致性協(xié)議初始值為巧G; I巧'，然后各區(qū)域i執(zhí) 行有限時間平均一致性協(xié)議得到^辟；
[0149] (2)各區(qū)域i根據(jù)!：&和(一）的第一方程組獨立計算韋和度式，并將公,?,的值賦予 過i，〇;
[0150] (3)各區(qū)域i根據(jù)賦值后的新ai，〇執(zhí)行有限時間平均一致性協(xié)議，得到
；
[0151] (4)各區(qū)域i根據(jù)
巧(一)的第二方程組獨立計算拉格朗日乘子λ，然后由λ和 (一)的第Ξ方程組計算本地狀態(tài)估計值4。
[0152] (S)WAMS量測缺失情況下的迭代修正算法
[0153] 定理設(shè)缺失量測剔除后的系統(tǒng)能保持可觀性，給定初值：
[0154]
[015引由
愛代可收斂至：
[0156]
[0157] 其中，S為對角線矩陣，對應(yīng)異常量測（即有量測缺失）的對角元素為0,對應(yīng)正常量 巧。（即無量測缺失）的對角元素為l;Zm、Am和Rm分別為不包含異常量測的量測向量、量測方程 矩陣和量測協(xié)方差矩陣。
[0158] 根據(jù)定理，在(二）的算法步驟中引入對角線矩陣Si，則（二）中最優(yōu)求解過程的第 一方程組第一式子修正為：
[0159]
[0160] 并置。,。=昕巧，巧Δ?,·.,)叩。Tapi為區(qū)域i的WAMS量測缺失標志，當區(qū)域i有WAMS量測 缺失時，Tapi = l;否則，Tapi = 0。執(zhí)行完(二）的算法后，各區(qū)域i檢查Tapi是否為0,如不為0， 則繼續(xù)執(zhí)行W下的迭代修正算法：
[0161] (1)給定收斂闊值eend，并為各區(qū)域i置狀態(tài)估計值初值韋,0 =韋W及時刻初值t = 0；
[0162] (2)各區(qū)域i根據(jù)時刻t的狀態(tài)估計值為獨立計算 和馬％， 并將巧..iy的值賦予ai,0;
[0163] (3)各區(qū)域i根據(jù)賦值后的新ai,〇執(zhí)行有限時間平均一致性協(xié)議，得到
[0164] (4)各區(qū)域i根據(jù)
和(一）的第二方程組獨立計算時刻t的拉格朗日乘子 λ*，并計算各區(qū)域i在時刻t+1的狀態(tài)估計值，計算公式為：
[0165]
[0166] (5)各區(qū)域i計算
，然后置ei,〇 = ei，執(zhí)行最大一致性協(xié)議，所 述最大一致性協(xié)議的表達式為：
[0167]
[0168] 其中，Ωι表示與區(qū)域i相鄰的區(qū)域編號集合，山為簡單無向圖G(v，e)的直徑，V為圖 G(v，e)的頂點集合，ε為圖G(v，e)的邊集合；
[0169] (6)根據(jù)最大一致性協(xié)議的執(zhí)行結(jié)果判斷6,為是否成立，若是，則結(jié)束迭 代，將時刻t的狀態(tài)估計值焉>,作為各子區(qū)域修正后的本地狀態(tài)估計值進行輸出，反之，則令 t自加1然后返回步驟(2)。
[0170] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實施例具有W下優(yōu)點：
[0171] (1)根據(jù)互聯(lián)電網(wǎng)已有的分區(qū)方式，將子區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度中屯、與分布式一致性協(xié)議 中的智能體概念相聯(lián)系，并通過鏈狀或網(wǎng)狀通信拓撲聯(lián)通，W實現(xiàn)無協(xié)調(diào)中屯、的多區(qū)域狀 態(tài)估計，效率更高。
[0172] (2)在估計時刻，各子區(qū)域間通過與相鄰區(qū)域交換邊界信息，得到估計結(jié)果得到全 局協(xié)調(diào)，保證各子區(qū)域本地估計值與集中式估計相同，更加科學(xué)。
[0173] (3)建立各子區(qū)域電網(wǎng)間狀態(tài)估計模型的禪合關(guān)系，然后基于該關(guān)系合理引入分 布式一致性協(xié)議來實現(xiàn)全局協(xié)調(diào)求解，更加全面。
[0174] (4)擴展推導(dǎo)出WAMS量測存在部分缺失情況下的修正算法，對WAMS量測缺失具有 較強的適應(yīng)性，更加全面和準確。
[017引實施例二
[0176] 1)W圖5所示7分區(qū)的IEEE 118節(jié)點標準測試系統(tǒng)為例，所有節(jié)點均配置PMU，相應(yīng) 節(jié)點電壓相量和與該節(jié)點相聯(lián)的支路電流相量是可量測的。節(jié)點電壓實部與虛部量測值為 潮流真值疊加標準差σ = 0.008的高斯白噪聲，支路電流實部與虛部量測值為潮流真值疊加 標準差〇 = 0.0005的高斯白噪聲，權(quán)重矩陣W取為。圖6為對應(yīng)圖5系統(tǒng)的通信拓撲。 巧
[01W]根據(jù)先驗知識與實際測試，經(jīng)過有限時間平均一致性迭代，各區(qū)域節(jié)點電壓相量 的實虛部均收斂至集中式估計值。
[0178] 假設(shè)各區(qū)域均出現(xiàn)一個電壓相量實部的量測缺失，即全系統(tǒng)共有7個量測缺失，并 將收斂闊值eend設(shè)為0.0001。若采用本發(fā)明的迭代修正算法進行測試，則收斂時所需的迭代 步數(shù)心=3。表1為其它缺失數(shù)據(jù)情況下采用本發(fā)明的迭代修正算法的收斂