05第五讲电力系统状态估计概述概论.ppt

电力系统运行状态的模拟 如何模拟电力系统运行状态？ 对于每一个特定的电力系统网络拓扑结构、参数、输入，都可以通过潮流计算得到系统潮流的解，模拟电力系统运行状态，应该尽可能接近系统的运行实际条件（为了降低计算量，有时候需要进行一定的简化），通常的做法是模拟运行的电力系统状态要覆盖电力系统运行的各个主要状态，如负荷高峰阶段、负荷低谷阶段等。 采集数据存在的问题 采集的数据是有噪音或误差的，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。 此外，由于采集装置的位置装设原因，也会造成某些地区的信息无法直接获取。 常规的状态估计 根据可获取的量测数据估算动态系统内部状态的方法。 依观测数据与被估状态在时间上的相对关系，状态估计又可区分为平滑、滤波和预报3种情形。 为了估计t时刻的状态x(t)，如果可用的信息包括t以后的观测值，就是平滑问题。 如果可用的信息是时刻t以前的观测值，估计可实时地进行，称为滤波问题。 如果必须用时刻(t－Δ)以前的观测来估计经历了Δ时间之后的状态x(t)，则是预报问题。 * 电力系统状态估计（POWER SYSTEM STATE ESTIMATION）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。 * 中国版的BPA程序是由中国电力科学院引进、消化、吸收美国BPA程序开发而成。从1984年 开始在我国推广应用以来，已在我国电力系统规划部门、调度运行部门、试验研究部门得 到了广泛的应用，成为我国电力系统分析计算的重要工具之一。 * σ：正态分布的标准差 量测Measurement系指将受测对象与标准值比较后以数值、单位表示之操作行为。 * * * * * * * * * * * * * * * 第五种测量方式具有最高的维数和冗余度，但所需投资太高，也是不显示的。实际电力系统测量方式是第一种、第四种的组合。 * * * * * * * 现代电力系统分析 西南交通大学电气工程学院 * 第5讲 电力系统状态估计概述 什么是状态估计？ 状态估计也称为“滤波”，利用实时量测系统的冗余度来提高数据精度，自动排除随机干扰所引起的错误信息，估计或预报系统的运行状态(轨道) 发展 首先应用于宇宙飞船、卫星、导弹、潜艇和飞机的跟踪、导航与控制中； 从卡尔曼滤波开始(20世纪60年代)； 1968年，丰田淳一提出用卡尔曼滤波方法做负荷预报和水库来水预报； 1969，MIT的许怀丕提出基本加权最小二乘法状态估计。 发展 同时期，美国邦那维尔电力系统(BPA)的R.E.Larson等人提出卡尔曼逐次估计算法。 美国电力公司的J.F.Dopazo等人提出量测变换状态估计算法，于1975年投入运行。 国内从1977年开始电力系统状态估计的研究工作。 实时数据的误差与不良数据 现代电力系统的输入量来源于各种测量设备，包含有各种噪声，即系统每一个输入变量都存在一个未知的噪声变量。 电力系统量测误差： 测量装置误差(VT, CT) 变换器误差 模/数转换误差 数据传送过程误差 … 良好校对的量测系统 误差呈正态分布 正常量测条件下99.73%量测误差在±3σ的范围内； 误差大于±3σ的量测值可认为是不良数据，但实际中所采用的不良数据的界限要远大于±3σ的标准，一般为±(6~7)σ以上 电力系统状态估计的用途 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。 对生数据进行不良数据的检测与辨识，删除或改正不良数据，提高数据系统可靠性。 推算出完整而精确的电力系统各种电气量。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。 静态估计与动态估计 动态估计 按运动方程，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，称为动态估计。 电力系统实际上是个动态系统，运行过程中存在某些参数、系统结构以及部分测量的不确定性。(模糊，优化问题有哪些信誉好的足球投注网站算法) 静态估计 仅根据某时刻测量数据，确定该时刻的状态量估计，称为静态估计。 电力系统状态估计与潮流的区别 常规潮流 常规潮流计算程序的输入通常是负荷母线的注入功率P、Q，以及电压可控母线的P、|V|值，一般是根据给定的n个输入量测量z求解n个状态量x，而且满足以下条件： z =h(x) (1) 其中，h(x)是以状态量x及导纳矩阵建立的量测函数向量。 量