基于鲁棒卡尔曼滤波的天然气管网动态状态估计

为在不良数据和非零均值噪声条件下获取大规模天然气管网准确的瞬态状态，本文利用线性化管道瞬态流动方程，提出一种基于鲁棒卡尔曼滤波的动态状态估计方法。首先，建立动态状态估计模型。由于管道瞬态流动方程数少于状态数，将边界条件作为补充约束以预测瞬态状态。为提高量测冗余度，将汇节点的零质量流量约束作为虚拟量测。其次，为保证在不良数据条件下的稳定性，通过引入时变标量矩阵，依据每步的新息向量正确调节量测误差方差，提出鲁棒卡尔曼滤波算法。最后，将所提方法应用于30节点天然气管网在多种量测条件下。仿真表明，该鲁棒动态状态估计能减弱不良数据的影响并取得更好的估计结果。