EMS(5)-狀態(tài)估計(jì)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)－必要性

SCADA數(shù)據(jù)不齊全

SCADA數(shù)據(jù)不精確受干擾時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)3/9/20232NorthChinaElectricPowerUniversity狀態(tài)估計(jì)定義定義：利用實(shí)時(shí)量測(cè)系統(tǒng)的冗余度，提高精度和自動(dòng)排除隨機(jī)干擾所引起的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，估計(jì)出系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。70年代初期，Larson和Debs在綁那維爾電力公司展開(kāi)卡爾曼逐次濾波狀態(tài)估計(jì)的研究．1970年F.C.Schweppe等提出電力系統(tǒng)最小二乘狀態(tài)估計(jì)算法．3/9/20233NorthChinaElectricPowerUniversity狀態(tài)估計(jì)-壞數(shù)據(jù)的檢測(cè)與辨識(shí)量測(cè)預(yù)處理、拓?fù)溴e(cuò)誤辨識(shí)、遙測(cè)壞數(shù)據(jù)的檢測(cè)和辨識(shí)量測(cè)預(yù)處理：去掉明顯的壞數(shù)據(jù)拓?fù)溴e(cuò)誤辨識(shí)：找出開(kāi)關(guān)、刀閘的狀態(tài)錯(cuò)誤遙測(cè)壞數(shù)據(jù)的檢測(cè)和辨識(shí)采用估計(jì)--檢測(cè)和辨識(shí)--再估計(jì)--再檢測(cè)和辨識(shí)的迭代模式3/9/20235NorthChinaElectricPowerUniversity拓?fù)溴e(cuò)誤辨識(shí)找出開(kāi)關(guān)、刀閘的狀態(tài)（遙信）錯(cuò)誤利用遙測(cè)量有無(wú)及測(cè)值大小信息推斷電氣設(shè)備的連通情況，從而得出遙信錯(cuò)誤信息一般在估計(jì)計(jì)算前進(jìn)行拓?fù)溴e(cuò)誤辨識(shí)3/9/20236NorthChinaElectricPowerUniversity拓?fù)溴e(cuò)誤辨識(shí)

線(xiàn)路兩端潮流合理而一端開(kāi)關(guān)錯(cuò)開(kāi)3/9/20237NorthChinaElectricPowerUniversity最小二乘法（LS）3/9/20239NorthChinaElectricPowerUniversity※量測(cè)方程式(1)為線(xiàn)性條件下,式(2)為非線(xiàn)性條件下Z—m×1維量測(cè)矢量x—n×1維狀態(tài)矢量,v—m×1維量測(cè)誤差矢量H—量測(cè)矩陣（m×n）h(.)—非線(xiàn)性量測(cè)函數(shù)（m×1）(1)(2)3/9/202310NorthChinaElectricPowerUniversity量測(cè)方程的特點(diǎn)特點(diǎn)1：方程個(gè)數(shù)m大于狀態(tài)變量的個(gè)數(shù)n特點(diǎn)2：多余m-n個(gè)方程為矛盾方程，找不到常規(guī)意義上的解，只能用擬合的方法求在某種估計(jì)意義上的解3/9/202311NorthChinaElectricPowerUniversity測(cè)量值：I=1.05A=1.05p.u.，U=9.8V=0.98p.u.,P=9.6W=0.96p.u.量測(cè)方程：Z1=x+v1Z2=Rx+v2Z3=Rx2+v3狀態(tài)量x為電流I3/9/202313NorthChinaElectricPowerUniversity令目標(biāo)函數(shù)：

Min.J(x)=(1.05-x)2+(0.98-x)2+(0.96-x2)23/9/202314NorthChinaElectricPowerUniversity狀態(tài)的估計(jì)值x=0.9917量測(cè)的估計(jì)值：電流I=x=0.9917p.u.=0.9917A

電壓U=Rx=0.9917p.u.=9.917V

有功P=Rx2=0.9835p.u.=9.835W量測(cè)容余度提高后，電流量測(cè)的估計(jì)誤差：真值量測(cè)值誤差估計(jì)值誤差估計(jì)值誤差１１.050.051.0150.0150.9917-0.0083例１例２3/9/202315NorthChinaElectricPowerUniversity3/9/202317NorthChinaElectricPowerUniversity電氣量電流I(誤差)直接測(cè)量值0.05A非加權(quán)估計(jì)0.015A加權(quán)估計(jì)0.0103A上例中設(shè)真值為I=1A，U=10V，P=10W3/9/202318NorthChinaElectricPowerUniversity其他方法Newton法快速P-Q解耦法正交變換解法……3/9/202319NorthChinaElectricPowerUniversity狀態(tài)估計(jì)問(wèn)題※目標(biāo)函數(shù)量測(cè)Jacobian矩陣Markov估計(jì)※求解3/9/202321NorthChinaElectricPowerUniversity狀態(tài)估計(jì)問(wèn)題※用牛頓法求解在x0附近泰勒展開(kāi)，忽略二次以上的項(xiàng)：牛頓法狀態(tài)估計(jì)迭代格式：3/9/202322NorthChinaElectricPowerUniversity狀態(tài)估計(jì)的流程3/9/202323NorthChinaElectricPowerUniversity3/9/202325NorthChinaElectricPowerUni