电力系统中基于相量测量技术的状态估计仿真

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1、西南交通大学硕士学位论文电力系统中基于相量测量技术的状态估计仿真姓名：杨武申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：康积涛20060501西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着国民经济的发展，电力系统的规模不断扩大，其结构及运行方式也日趋复杂。能量管理系统(EMs)是必要发展方向，状态估计是能量管理系统中不可或缺的组成部分。状态估计算法的研究直接关系到状态估计计算的速度、精度等。面对大规模韵电力系统，传统的状态估计算法已经不可能有所突破，因此必须研究新的状态估计算法以适应未来电力系统的发展需求。随着基于全球定位系统(GPs)的相量测量装置的快速发展，基于相量测量装置的状

2、态估计可能是未来电力系统状态估计发展的主要方向之一。本文介绍了经典电力系统状态估计的基本理论和研究现状以及应用情况。对电力系统状态估计的模型进行了归纳。分析了几种经典的电力系统状态估计的特点，并进行了比较。本文也简要介绍了基于GPs的相量测量技术。研究分析了相量测量对状态估计的影响，介绍了如何将相量测量应用到状态估计中。分折了当前PMu测量在状态估计中的应用模型。在相量测量技术的基础上，建立了一种混合状态估计模型。该模型算法是在相量测量技术的基础上，采用了非线性估计和线性估计相结合的混合算法；该算法在充分利用PMu测量电压的基础上，为有效利用PMu测量电流的一种改进算法。本文的混合状态估

3、计把支路电流相量变换为相关节点的电压相量测量，实现了电流相量测量在非线性状态估计中的有效利用。采用MATLAB构建了仿真系统，编制了仿真程序，对本文提出的状态估计模型进行了仿真计算，仿真结果表明，本文的状态估计模型是有效的。关键词：电力系统；状态估计；相量测量装置；混合估计西南交通大学硕士研究生学位论文第f

4、I页emcientlyinthenonlinearSE．ThemodelsaIldsystemaresimulatedbyMATLABi孕thispaper．Theresultsdenotethatthemodelofstateestimationisemciem．Keyword：P

5、owerSystem；StateEstimation：PhasorMeasurementPMU；hybridStateEstimation西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第1章绪论1．1引言随着我国国民经济的迅速发展，同时也增大了对能源的需求。电能作为最基本的能源之一，‘也越来越显示出它的重要作用。由于电力在国民经济各部门和人民日常生活中的特殊地位，为了适应国民经济的迅速发展的需要，为了保证电力系统的安全稳定运行，大力发展电力工业也就成了当前紧要任务。’随着全国电网规模的发展，装机容量的增大，电力工业的重组和电力市场的发展，电网运行方式越来越复杂，系统安全稳定性有～定的下降。对系统的

6、稳定运行具有较大影响的高压大电网采用现代控制技术的时代己来临，大电网正向着广域实时动态监测和控制方向发展。现代电力系统的主要特征是大机组、高电压、大电网，运行技术复杂、管理水平要求高。严重的扰动可能会引起大面积停电甚至全网崩溃，造成灾难性的后果。而且大电网事故从开始发生到电网崩溃，一般在几分钟甚至几秒钟即告结束。这就给电网安全稳定运行提出了新的挑战。随着电力系统的互联，其规模越来越大而且结构和运行方式目趋复杂，这就对能量管理系统(EMs)的自动化水平要求越来越高，要求能迅速、准确而全面的掌握电力系统的实际运行状况，预测和分析系统的运行趋势，对运行中发生的各种问题提出对策，并要提供下一步运

7、行的决策，从而，保证电力系统运行的安全性和经济性。能量管理系统是以计算机为基础的现代电力调度自动化系统，一个实用化的能量管理系统包括：数据库管理系统、人机管理系统、经济调度系统、网络管理系统和高级应用软件系统，五大部分有机地结合在一起，为用户提供服务。其中高级应用软件系统是整个能量管理系统的灵魂，只有它的正常工作才可以为用户提供分析与控制服务。高级应用软件系统又由实时网络状态估计、在线潮流、安全分析、最优潮流等可以不断延伸的各种分析与控制功能组成，．在这些众多的功能中，状态估计是必不可少的基础。在对电力系统进行各种分析与控制前，必须先获取电力系统准确的运行状态，建立可靠丽完整的电力系统实

8、时运行数据库，通常有两种途径：一是从硬件途径可以增加测量设备和远动设备并提高其精度、速度和可靠性：二西南交通大学硕士研究生学位论文第2页是从软件的途径可以采用现代的状态估计的技术，对数据进行实时处理。但是对测量设备和远动设备提出过高的要求会导致技术和经济上付出很大的代价。如果在具备～定的硬件基础上采用状态估计技术则能充分发挥原有的硬件设备的潜力，以便提高数据的可靠性，补充测点和测量项目的不足和去除偶然的错误信息与数据，从而提高整个系