电力系统调度自动化第7章EMS5-状态估计

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1、EMS(5)-状态估计主讲人：齐郑qizheng319@126.com电力系统状态估计－必要性SCADA数据不齐全SCADA数据不精确受干扰时出现错误数据7/20/20212NorthChinaElectricPowerUniversity状态估计定义定义：利用实时量测系统的冗余度，提高精度和自动排除随机干扰所引起的错误数据，估计出系统运行状态。70年代初期，Larson和Debs在绑那维尔电力公司展开卡尔曼逐次滤波状态估计的研究．1970年F.C.Schweppe等提出电力系统最小二乘状态估计算法．7/20/20213NorthChi

2、naElectricPowerUniversity状态估计的作用1、降低量测系统投资，少装测点2、计算出未测量的电气量3、利用量测系统的冗余信息，辨识坏数据，同时提高量测数据的准确性重点7/20/20214NorthChinaElectricPowerUniversity状态估计-坏数据的检测与辨识量测预处理、拓扑错误辨识、遥测坏数据的检测和辨识量测预处理：去掉明显的坏数据拓扑错误辨识：找出开关、刀闸的状态错误遥测坏数据的检测和辨识采用估计--检测和辨识--再估计--再检测和辨识的迭代模式7/20/20215NorthChinaElec

3、tricPowerUniversity拓扑错误辨识找出开关、刀闸的状态（遥信）错误利用遥测量有无及测值大小信息推断电气设备的连通情况，从而得出遥信错误信息一般在估计计算前进行拓扑错误辨识7/20/20216NorthChinaElectricPowerUniversity拓扑错误辨识◇线路两端潮流合理而一端开关错开7/20/20217NorthChinaElectricPowerUniversity状态估计-提高测量准确性AV10伏10欧哪个对？一个例子:(见右图)已知电阻10欧姆，V=9.8伏，I=1.05A，确定估计电流。7/20/

4、20218NorthChinaElectricPowerUniversity最小二乘法（LS）7/20/20219NorthChinaElectricPowerUniversity※量测方程式(1)为线性条件下,式(2)为非线性条件下Z—m×1维量测矢量x—n×1维状态矢量,v—m×1维量测误差矢量H—量测矩阵（m×n）h(.)—非线性量测函数（m×1）(1)(2)7/20/202110NorthChinaElectricPowerUniversity量测方程的特点特点1：方程个数m大于状态变量的个数n特点2：多余m-n个方程为矛盾方程

5、，找不到常规意义上的解，只能用拟合的方法求在某种估计意义上的解7/20/202111NorthChinaElectricPowerUniversity方法1：最小二乘估计满足上述目标的称为x的最小二乘估计值对量测方程建立目标函数，求极小值7/20/202112NorthChinaElectricPowerUniversity测量值：I=1.05A=1.05p.u.，U=9.8V=0.98p.u.,P=9.6W=0.96p.u.量测方程：Z1=x+v1Z2=Rx+v2Z3=Rx2+v3状态量x为电流I7/20/202113NorthChi

6、naElectricPowerUniversity令目标函数：Min.J(x)=(1.05-x)2+(0.98-x)2+(0.96-x2)27/20/202114NorthChinaElectricPowerUniversity状态的估计值x=0.9917量测的估计值：电流I=x=0.9917p.u.=0.9917A电压U=Rx=0.9917p.u.=9.917V有功P=Rx2=0.9835p.u.=9.835W量测容余度提高后，电流量测的估计误差：真值　量测值　误差　估计值　误差　　估计值　误差１　１.050.051.0150.015

7、0.9917-0.0083例１　　例２7/20/202115NorthChinaElectricPowerUniversity方法2：加权最小二乘估计W=diag(W1,W2,…,Wm)新目标函数：若事先知道量测值的精度，可给精度高的仪表赋较大的权值，以提高估计精度7/20/202116NorthChinaElectricPowerUniversity7/20/202117NorthChinaElectricPowerUniversity电气量电流I(误差)直接测量值0.05A非加权估计0.015A加权估计0.0103A上例中设真值为I

8、=1A，U=10V，P=10W7/20/202118NorthChinaElectricPowerUniversity其他方法Newton法快速P-Q解耦法正交变换解法……7/20/202119NorthC