配水网络中的概率状态估计
最优化与控制
2021-03-12 v4 系统与控制
系统与控制
摘要
配水网络(WDN)中的状态估计问题,即在给定部分量测的条件下估计所有未知节点水头和流量,由于水力模型的非凸性以及来自用水需求、网络参数和量测的显著不确定性而具有挑战性。为此,提出了一种用于WDN中状态估计的概率建模方法(PSE)。在将非线性水力WDN模型线性化后,所提出的PSE表明未知系统状态(未量测水头和流量)的协方差矩阵可由三个不确定性源(即量测噪声、网络参数和用水需求)的协方差矩阵线性表示。所提出的PSE方法不提供未知状态的确定性结果,而是(i)将系统状态和不确定性源视为随机变量并给出各未知状态的方差,(ii)考虑了WDN中各类阀门和量测场景的详尽建模,以及(iii)亦可用于不确定性量化、延长时段模拟和置信限分析。所提方法的有效性和可扩展性在多个WDN案例研究中得到验证。
引用
@article{arxiv.2002.01083,
title = {Probabilistic State Estimation in Water Networks},
author = {Shen Wang and Ahmad F. Taha and Nikolaos Gatsis and Lina Sela and Marcio Giacomoni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.01083},
year = {2021}
}