电力系统状态估计1

《电力系统状态估计1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、NorthChinaElectricPowerUniversityDepartmentofElectricalEngineeringBaoding2008.11-2009.01电力系统分析第二章电力系统状态估计一．概述二．电力系统量测系统的数学描述与可观察性三．电力系统状态估计的理论与计算方法最小二乘估计及改进支路潮流状态估计法四．不良数据的检测与辨识五.网络结线分析及网络结构辨识的基本概念一常规状态估计的概念根据可获取的量测数据估算系统内部状态的方法。由于随机干扰及测量误差的介入，无论是理想的运动方

2、程或测量方程均不能求出精确的状态向量。只有通过统计学的方法加以处理以求出对状态向量的估计值。这种方法，称为状态估计。一．概述状态估计分为动态估计和静态估计两种。动态估计:根据运动方程以某一时刻的测量数据作为初值进行下一个时刻状态量的估计，叫做动态估计；静态估计:仅仅根据某时刻测量数据，确定该时刻的状态量的估计，叫做静态估计。本章介绍电力系统的静态估计。一．概述二电力系统状态估计的必要性SCADA装置采集电网中的信息，并通过信息网络将采集数据传送至能量控制中心的计算机监控系统。所获得的数据用于一系列应用

3、程序，包括保证系统的经济运行及对系统发生设备或线路故障时进行安全性评估分析，并最终构成了我们所称的能量管理系统（EMS）。电力系统状态估计（POWERSYSTEMSTATEESTIMATION）是EMS中保证电力系统实时数据质量的重要一环，它为其它应用程序的实现奠定了基础。一．概述采集数据存在的问题采集的数据是有误差的，不可靠（错误数据）或者局部信息不完整。模拟量——母线电压、线路功率、负载功率。一般要经过互感器、功率变换器、A/D转换器量化成数字量，并通过通信传送到控制中心。开关量——断路器、隔离开

4、关等位置信息。由于通信状态定义不一致造成开关位置错误。测量装置不全或种类限制。一．概述电力系统状态估计：对给定的系统结构及量测配置，在量测量有误差的情况下，估计出系统的真实状态----各母线上的电压相角与模值及各元件上的潮流。作用：提高数据精度，去除不良数据计算出难以测量的电气量，相当于补充了量测量。状态估计为建立一个高质量的数据库提供数据信息，以便于进一步实现在线潮流、安全分析及经济调度等功能。一．概述实现状态估计需要的条件：1.量测冗余度：量测冗余度是指量测量个数m与待估计的状态量个数n之间的比值

5、m/n。系统冗余度越高，对状态估计采用一定的估计方法排除不良数据以及消除误差影响就越好。冗余量测的存在是状态估计可以实现提高数据精度的基础。2.分析系统可观性当收集到的量测量通过量测方程能够覆盖所有母线的电压幅值和相角时，则通过状态估计可以得到这些值，称该系统是可观测的一．概述由于电力系统远动装置的工作情况经常变化，当远动信息量严重不足时，状态估计无法工作。因此，在状态估计之前应先进行可观察性检验。如果系统中某些部分被判定是不可观察的，无法通过状态估计建立实时数据库，则应把它从状态估计的计算中退出来，

6、或用增加人工设置的虚拟测量或称伪测量数据来使它变成可观察的。一．概述协同状态估计工作的是不良数据的检测与辨识，如果有误差很大的，一般没有随机性的数据（也称不良数据），就应该将它剔除，并重新进行状态估计，最终建立起完整的电力系统模型。由于状态估计必须在几分钟内完成，因此它通常可以跟踪节点负荷的变化规律，在必要时可用来提供补充的测量量。因此，状态估计的计算结果也可以用于负荷预测。一．概述图2-1电力系统状态估计的功能流程框图一．概述三状态估计与常规潮流计算的比较图2-2状态估计与潮流计算的比较框图(a)潮

7、流计算；(b)状态估计一．概述潮流计算与状态估计的区别潮流计算方程式的数目等于未知数的数目。而状态估计的测量向量的维数一般大于未知状态向量的维数，即方程数的个数多于未知数的个数。其中，测量向量可以是节点电压、节点注入功率、线路潮流等测量量的任意组合。两者求解的数学方法也不同。潮流计算一般用牛顿-拉夫逊法求解个非线性方程组。而状态估计则是根据一定的估计准则，按估计理论的方法求解方程组。一．概述状态估计中的“估计”不意味着不准确，相反，对于实际运行的系统来说，不能认为潮流计算是绝对准确的，而状态估计的值显

8、然更准确。状态估计可认为是一种广义潮流，而常规潮流计算是一种狭义潮流，及状态估计中m=n的特例。一．概述一电力系统测量系统的数学描述电力系统的量测量：二．电力系统状态估计的数学描述与可观察性式中，z为量测向量，假设维数为m；Pij为支路ij有功潮流量测量；Qij为支路ij无功潮流量测量；Pi为母线i有功注入功率量测量；Qi为母线i无功注入功率量测量；Vi为母线i的电压幅值量测量。待求状态变量，如果系统结构与参数都已知，根据状态变量就不难求出各支路的有功潮