本发明涉及电力系统调度自动化，尤其涉及一种基于数据融合的电网状态获取方法及系统。
背景技术：
1、国内最主要的量测数据来源于监控数据采集系统(scada)，量测数据一般包括母线节点注入有功及无功功率、支路传输有功及无功功率、母线电压幅值，每隔2秒进行一次数据的采集和传送，该系统得到的数据通过远程的传输装置进行传输，传输装置的误差以及传送过程中各个环节产生的误差使得电压相角的实时准确度欠佳，精度不高。rtu装置无法对线路节点的相角进行量测，pmu在同步时钟信号下可实时测量同步相量，在失同步状态下可保持信号的守时能力。pmu传送数据较快且具有相角量测装置，因此量测数据的精度比rtu高，正是由于其传递精度可靠性及新增的相角量测功能，pmu装置在国外电力系统中得到广泛应用，而pmu设备相对于rtu设备来说，成本较高，维护比较困难，因此在国内电力系统布点不足，无法保证每一个节点都具有pmu量测，但国内rtu装置几乎遍布所有量测节点。
2、目前，现有技术由于scada和wams采用的是不同的技术平台，2种测量数据存在很多差异，不经过处理即将二者结合为混合测量数据为其他高级应用服务，会出现一系列的数据兼容问题，导致引入的pmu测量不但不能发挥其最大作用，有文献针对采用单一开关量信息来判断电网故障而存在的可靠性差和精度低等问题，提出了一种基于改进petri网和hilbert变换的多源信息融合电网故障诊断方法；更有文献提出采用插值和拟合方法获得wams测量时刻的rtu伪测量数据，但没有充分利用pmu量测数据，存在测量误差导致的伪测量数据精度过低、权重难以设定等缺点，无法直接应用。
技术实现思路
1、基于上述问题，本发明提出了一种基于数据融合的电网状态获取方法及系统，解决现有技术没有充分利用pmu量测数据，存在测量误差导致的伪测量数据精度不高的问题。
2、为实现上述目的，本发明实施例提供了一种基于数据融合的电网状态获取方法，包括：
3、基于路径优化模型，获取初始节点至目标节点的最短路径；
4、基于初始节点pmu数据，对所述最短路径上所有中间节点进行rtu伪量测等效对齐，得到所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据；
5、基于所述所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据和目标节点rtu数据，获取目标节点等效pmu数据；
6、基于所述初始节点pmu数据、所述所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据和所述目标节点等效pmu数据，获取电网实时状态。
7、本发明实施例提出一种基于数据融合的电网状态获取方法，根据电力系统拓扑，构建pmu数据的最优数据流向(最短路径)，为后续rtu数据同步对齐与伪量测生成奠定数据流向基础；基于所述最优数据流向，通过对中间节点的rtu数据、目标节点rtu数据和初始节点pmu数据进行有效地数据对齐得到等效pmu数据，充分利用pmu数据实现数据融合生成的伪量测，提高数据融合的准确度，最后利用初始节点pmu数据、中间节点等效pmu数据和目标节点等效pmu数据进行电网状态获取，基于最优数据流的数据融合，能够根据精准地数据融合从而获取更准确的电网实时状态。
8、进一步的，所述基于路径优化模型，获取初始节点至目标节点的最短路径，具体为：
9、基于节点支路关联矩阵、支路决策变量和联络节点决策变量，构建路径优化模型；其中，所述节点支路关联矩阵由电网节点数和支路数构建得到，将所述联络节点决策变量约束为预设实数；
10、基于路径优化模型，对所述支路决策变量进行支路数最小化求解，得到初始节点至目标节点的最短路径。
11、进一步的，所述基于初始节点pmu数据，对所述最短路径上所有中间节点进行rtu伪量测等效对齐，得到所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据，具体为：
12、基于所述初始节点pmu数据，根据预设同步条件对所述最短路径上所有中间节点进行数据对齐，得到各中间节点rtu数据采样时刻；
13、基于所述中间节点rtu数据采样时刻，通过注入功率转移分布因子进行rtu伪量测计算，得到所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据。
14、进一步的，所述基于初始节点pmu数据，对所述最短路径上所有中间节点进行rtu伪量测等效对齐，得到所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据，具体为：
15、基于第一中间节点rtu数据，构建第一rtu电流幅值量测；基于初始节点pmu电压幅值量测和初始节点pmu电流幅值量测，构建第一中间节点电压幅值伪量测；基于所述第一rtu电流幅值量测与初始节点pmu电流幅值量测差的绝对值和所述第一中间节点电压幅值伪量测与初始节点pmu电压幅值量测差的绝对值，根据预设差值最小阈值对第一中间节点rtu数据和初始节点pmu数据进行数据同步对齐，得到第一中间节点rtu数据采样时刻；基于所述第一中间节点rtu数据采样时刻，通过注入功率转移分布因子进行伪量测计算，得到第一中间节点等效pmu数据；其中，所述第一中间节点的电压幅值伪量测是基于初始节点pmu电压幅值量测和初始节点pmu电流幅值量测构建得到的；
16、基于第二中间节点rtu数据，构建第二rtu电流幅值量测；基于第一中间节点等效pmu电压幅值量测和第一中间节点等效pmu电流幅值量测，构建第二中间节点电压幅值伪量测；基于所述第二rtu电流幅值量测与第一中间节点等效pmu电流幅值量测差的绝对值和所述第二中间节点电压幅值伪量测与第一中间节点等效pmu电压幅值量测差的绝对值，根据预设差值最小阈值对第二中间节点rtu数据和所述第一中间节点等效pmu数据进行数据同步对齐，得到第二中间节点rtu数据采样时刻；基于所述第二中间节点rtu数据采样时刻，通过注入功率转移分布因子进行伪量测计算，得到第二中间节点等效pmu数据；
17、基于第三中间节点rtu数据，构建第三rtu电流幅值量测；基于第二中间节点等效pmu电压幅值量测和第二中间节点等效pmu电流幅值量测，构建第三中间节点电压幅值伪量测；基于所述第三rtu电流幅值量测与第二中间节点等效pmu电流幅值量测差的绝对值和所述第三中间节点电压幅值伪量测与第二中间节点等效pmu电压幅值量测差的绝对值，根据预设差值最小阈值对第三中间节点rtu数据和所述第二中间节点等效pmu数据进行数据同步对齐，得到第三中间节点rtu数据采样时刻；基于所述第三中间节点rtu数据采样时刻，通过注入功率转移分布因子进行伪量测计算，得到第三中间节点等效pmu数据；
18、重复上述步骤直至获取所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据。
19、进一步的，所述基于所述中间节点rtu数据采样时刻，通过注入功率转移分布因子进行rtu伪量测计算，得到所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据，具体为：
20、基于各中间节点rtu数据采样时刻，对各中间节点的第一rtu量测值进行计算，得到各中间节点第一rtu伪量测值；
21、基于注入功率转移分布因子，对各中间节点的第二rtu量测值进行计算，得到各中间节点第二rtu伪量测值；
22、基于所述各中间节点第一rtu伪量测值和所述各中间节点第二rtu伪量测值，得到各中间节点同步伪量测；
23、基于所述各中间节点同步伪量测，获得各中间节点对应的中间节点等效pmu数据。
24、本发明实施例提出的一种基于数据融合的电网状态获取方法，通过注入功率转移因子进行伪量测计算获取无法通过pmu数据直接进行生成的伪量测，提高数据融合的准确度。
25、进一步的，所述基于所述所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据和目标节点rtu数据，获取所述目标节点等效pmu数据，具体为：
26、基于目标节点上一中间节点等效pmu数据，根据预设同步条件对所述目标节点的第二rtu数据进行数据对齐，得到目标节点rtu数据采样时刻；
27、基于所述目标节点rtu数据采样时刻，通过注入功率转移分布因子进行伪量测计算，得到目标节点等效pmu数据。
28、进一步的，所述基于所述目标节点上一中间节点等效pmu数据，根据预设同步条件对所述目标节点的第二rtu数据进行数据对齐，得到目标节点rtu数据采样时刻，具体为：
29、基于目标节点的第二rtu数据，构建目标节点rtu电流幅值量测；基于目标节点上一中间节点等效pmu电压幅值量测和目标节点上一中间节点等效pmu电流幅值量测，构建目标节点电压幅值伪量测；
30、基于所述目标节点rtu电流幅值量测与目标节点上一中间节点等效pmu电流幅值量测差的绝对值和所述目标节点电压幅值伪量测与目标节点上一中间节点等效pmu电压幅值量测差的绝对值，根据预设差值最小阈值对目标节点的第二rtu数据和目标节点上一中间节点等效pmu数据进行数据同步对齐，得到目标节点rtu数据采样时刻；
31、基于所述目标节点rtu数据采样时刻，通过注入功率转移分布因子进行伪量测计算，得到目标节点等效pmu数据。
32、进一步的，所述基于所述目标节点rtu数据采样时刻，通过注入功率转移分布因子进行伪量测计算，得到目标节点等效pmu数据，具体为：
33、基于所述目标节点rtu数据采样时刻，通过目标节点上一节点的pmu数据对目标节点第一rtu量测值进行计算，得到目标节点第一rtu伪量测值；
34、基于注入功率转移分布因子，对目标节点第二rtu量测值进行计算，得到目标节点第二rtu伪量测值；
35、基于所述目标节点第一rtu伪量测值和所述目标节点第二rtu伪量测值，得到目标节点同步伪量测；
36、基于所述目标节点同步伪量测和所述目标节点上一节点的pmu数据，获得目标节点等效pmu数据。
37、进一步的，所述基于所述初始节点pmu数据、所述所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据和所述目标节点等效pmu数据，获取电网实时状态，具体为：
38、基于所述初始节点pmu数据，构建pmu量测值向量；
39、基于所述所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据和所述目标节点等效pmu数据，构建rtu量测值向量；
40、基于所述pmu量测值向量和所述rtu量测值向量，构建电网状态方程；
41、基于所述电网状态方程，获取电网实时状态。
42、本发明实施例还提供一种基于数据融合的电网状态获取系统，包括：
43、路径优化模块、中间节点等效模块、目标节点等效模块和电网状态获取模块；
44、所述路径优化模块用于基于路径优化模型，获取初始节点至目标节点的最短路径；
45、所述中间节点等效模块用于基于所述初始节点pmu数据，对所述最短路径上所有中间节点进行rtu伪量测等效对齐，得到所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据；
46、所述目标节点等效模块用于基于所述所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据和所述目标节点rtu数据，获取所述目标节点等效pmu数据；
47、所述电网状态获取模块用于基于所述初始节点pmu数据、所述所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据和所述目标节点等效pmu数据，获取电网实时状态。
48、本发明实施例提出一种基于数据融合的电网状态获取系统，通过路径优化模块根据电力系统拓扑，构建pmu数据的最优数据流向(最短路径)，为后续rtu数据同步对齐与伪量测生成奠定数据流向基础；通过中间节点等效模块和目标节点等效模块基于所述最优数据流向，通过对中间节点的rtu数据、目标节点rtu数据和初始节点pmu数据进行有效地数据对齐得到等效pmu数据，充分利用pmu数据实现数据融合生成的伪量测，提高数据融合的准确度，最后通过电网状态获取模块利用初始节点pmu数据、中间节点等效pmu数据和目标节点等效pmu数据进行电网状态获取，基于最优数据流的数据融合，能够根据精准地数据融合从而获取更准确的电网实时状态。
1.一种基于数据融合的电网状态获取方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于数据融合的电网状态获取方法，其特征在于，所述基于路径优化模型，获取初始节点至目标节点的最短路径，具体为：
3.如权利要求1所述的一种基于数据融合的电网状态获取方法，其特征在于，所述基于初始节点pmu数据，对所述最短路径上所有中间节点进行rtu伪量测等效对齐，得到所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据，具体为：
4.如权利要求3所述的一种基于数据融合的电网状态获取方法，其特征在于，所述基于初始节点pmu数据，对所述最短路径上所有中间节点进行rtu伪量测等效对齐，得到所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据，具体为：
5.如权利要求4所述的一种基于数据融合的电网状态获取方法，其特征在于，所述基于所述中间节点rtu数据采样时刻，通过注入功率转移分布因子进行rtu伪量测计算，得到所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据，具体为：
6.如权利要求1所述的一种基于数据融合的电网状态获取方法，其特征在于，所述基于所述所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据和目标节点rtu数据，获取所述目标节点等效pmu数据，具体为：
7.如权利要求6所述的一种基于数据融合的电网状态获取方法，其特征在于，所述基于所述目标节点上一中间节点等效pmu数据，根据预设同步条件对所述目标节点的第二rtu数据进行数据对齐，得到目标节点rtu数据采样时刻，具体为：
8.如权利要求7所述的一种基于数据融合的电网状态获取方法，其特征在于，所述基于所述目标节点rtu数据采样时刻，通过注入功率转移分布因子进行伪量测计算，得到目标节点等效pmu数据，具体为：
9.如权利要求1所述的一种基于数据融合的电网状态获取方法，其特征在于，所述基于所述初始节点pmu数据、所述所有中间节点对应的中间节点等效pmu数据和所述目标节点等效pmu数据，获取电网实时状态，具体为：
10.一种基于数据融合的电网状态获取系统，其特征在于，包括：
