量测类型对电力体系状态估计精度影响分析

《量测类型对电力体系状态估计精度影响分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、量测类型对电力体系状态估计精度影响分析第1章绪论1.1引言电力系统状态估计的精度将影响到电力系统分析决策和控制的准确性。因此对电力系统状态估计精度的分析是很有必要的。通过电力系统状态估计中量测量误差对状态估计精度的影响分析，合理地设置量测权重有助于提高状态估计精度。传统的状态估计都只采用电压及功率的量测，随着相角量测量装置(PhasorMeasurementUnit,PMU)的广泛应用，相角量测在电力系统状态估计中也有了一定的实际应用。相角是电力系统状态估计中一个非常重要的状态量，它能反映电力系统的实时运

2、行状态，是进行稳定判别的重要依据。由于相角涉及到电力系统的监-视、控制、保护和调度等诸多领域，因此，相角的有效及精确测量，对电力系统发展具有重要意义。PMU的逐渐发展与应用，在电力系统状态估计方面也有很大的实用价值。..1.2电力系统状态估计及相角量测的研究意义状态估计是现代能量管理系统(EMS)的重要组成部分，是运行电力系统其它应用软件的基础，其结果直接影响电网调度的智能化分析与决策。许多安全和经济方面的功能都要用可靠数据集作为输入数据集，而状态估计程序的输出结果就是可靠数据集[2]。电力系统运行状态可

3、用各母线的电压幅值和电压相角来表示，由网络元件参数、表征网络拓扑连接特性的开关状态和边界条件(发电和负荷水平）决定。近年来，随着电力市场的高速发展，电力系统调度自动化水平越来越高，对电力系统状态估计的精度要求也越来越高。电力系统状态估计利用实时量测和伪量测数据估计出全网的母线电压幅值和电压相角，排除随机干扰引起的错误信息，从而估计和预报系统的实时运行状态，实现对系统当前运行状态的安全监控。状态估计在现代电力系统中发挥着重要的作用。状态估计的功能是将从数据采集与监控系统(SCADA)传来的低精度、不完整及包

4、含不良数据的生数据转化为可靠而完整的熟数据。其主要任务是利用SCADA系统的遥信按开关状态建立网络模型，并对实时量测数据进行检测，排除其中的不良数据，对不足的量测点补充伪量测以保证冗余度，从而估计出系统运行中各母线上的电压幅值和相角，并计算出系统的功率分布；同时利用计算结果分析系统的运行状态，加强全网的可观测性，为系统的分析计算提供出完整的数据库⑵。..第2章电力系统状态估计的基础知识2.1概述SCADA装置釆集电网中的信息，并通过信息网络将釆集的数据传送至调度中心的计算机监控系统。这些数据被用于一系列的

5、应用程序，包括保证系统的经济运行以及对系统设备或线路故障时进行安全性评估分析，并最终构成了能量管理系统（EMS)。电力系统状态估计是能量管理系统中保证实时数据准确性的一个重要环节，它为能量管理系统中其它应用程序的应用奠定了基础[28]。状态估计也可以称为实时潮流，是由SCADA系统实时量测估计出来的，电力系统状态估计是在给定的量测系统、支路参数及网络结线的情况下，估计出系统的真实状态（即母线上的电压相角与电压幅值以及各元件上的潮流）。其输入输出数据模型如下图：.线路参数包括电抗、电阻以及对地电纳，变压器参

6、数包括电抗和变比(一般不必考虑电阻)。这些参数是由设备计算或实际测试中得到的，一般不随运行状态变化。但有些网络参数，如带负荷调压变压器的变比和无功补偿等在运行中是变化的。一般地，假设状态估计模型中的网络参数是没有误差的。但由于某些原因导致得到的网络参数不准确时，也可以进行参数估计。这时要用到带误差的参数模型：由于各个量测量的量测精度不一样，为了提高状态估计的精度，应该使每个量测值分别选取一个权值，精度高的量测量权值大些，精度低的量测量权值小些。在此基础上提出了加权最小二乘法。基本加权最小二乘法是状态估计中

7、应用最为广泛的算法[29_36]。2.2状态估计的数学模型电力系统的运行状态可以用节点电压幅值、电压相角、线路有功与无功功率、节点有功与无功注入量等物理量来表示。状态估计的目的就是应用经测量得到的上述物理量通过估计计算求出能表征系统运行状态的状态变量。电力系统运行的状态变量，通常取节点电压幅值与电压相角。如果系统结构与网络参数都已知，根据状态变量就不难求出各支路的有功功率、无功功率及所有节点的注入有功功率和无功功率。随着通信技术的发展，特别是全球定位系统（GPS)的出现，为电力系统提供了统一的时钟标准，使

8、得电压相角的同步测量成为可能西方国家从20世纪90年代开始把相量测量装置PMU应用于电力系统的监测、稳定控制和保护的理论及应用研究工作中Thorp和Phadke博士等人研究相量量测在电力系统状态估计中的应用[21]。国内的一些单位和学者也开展了PMU的研究开发工作，并取得了一些成果[22_24]。文献[25]在传统的状态估计中加入了相角量测量，在可观测系统的条件下，研究了如何布置PMU测点：在给定的系统线性可观测的PMU配置方