1、出版社 理工分社,第3章 電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì),3.1 概述 在電力系統(tǒng)信息的收集和傳輸過程中，由于測量裝置、各種變換設(shè)備和傳送設(shè)備的誤差，或故障失靈，以及在傳送過程中的各種外界干擾，使未經(jīng)處理的原始數(shù)據(jù)具有不同程度的誤差和不可靠性。 狀態(tài)估計(jì)一般可分為如下四個(gè)步驟(見圖3.1)：,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,1)假設(shè)數(shù)學(xué)模型 2)狀態(tài)向量的估計(jì)計(jì)算 3)檢測 4)識別 3.2 電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的表征與可觀察性 電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)可以用節(jié)點(diǎn)電壓模值、電壓相角、線路有功與無功潮流、節(jié)點(diǎn)有功與無功注入等物理量來表示。,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代

2、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,圖3.1 狀態(tài)估計(jì)的步驟,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,圖3.2 形線路元件模型圖,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,1)數(shù)學(xué)模型不完善 2)測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差 3)隨機(jī)誤差,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,前面已經(jīng)提及，所謂靜態(tài)估計(jì)就是用一定的統(tǒng)計(jì)學(xué)準(zhǔn)則，通過測量向量z求出狀態(tài)向量x,且使之盡量接近其真值x。,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,3.4 靜

3、態(tài)最小二乘估計(jì)的改進(jìn) 3.4.1 快速解耦狀態(tài)估計(jì),高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,圖3.3 加權(quán)最小二乘估計(jì)框圖,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,圖3.4 節(jié)點(diǎn)注入對H陣影響示意圖,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,圖3.5 信息矩陣的結(jié)構(gòu)示意圖,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,3.4.2 正交變換法,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,圖3.8 s1、s2向量及其正交向量s3示意圖,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,圖3.9 含誤差時(shí)向量s

4、1、s2的交叉圖,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,3.5 支路潮流狀態(tài)估計(jì)法 由J.F.Dopazo等人提出的支路潮流狀態(tài)估計(jì)法，是早期應(yīng)用于美國AEP電力公司的一種較為成功的算法。,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,圖3.10 輸電線與變壓器等值電路,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,3.6 電力系統(tǒng)的遞推狀態(tài)估計(jì) 前面幾節(jié)討論的是屬于靜態(tài)估計(jì)的方法。,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)

5、度自動化,3.7 不良數(shù)據(jù)的檢測 電力系統(tǒng)的測量信息如果誤差不大，測量系統(tǒng)的配置恰當(dāng)，則用以上所介紹的狀態(tài)估計(jì)方法可以得到滿意的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,3.7.1 J(x)檢測法 3.7.2 加權(quán)殘差檢測法 3.7.3 標(biāo)準(zhǔn)化殘差檢測法,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,3.8 不良數(shù)據(jù)的殘差搜索辨識法 通常對不良數(shù)據(jù)辨識的基本思路是：在檢測出不良數(shù)據(jù)后，應(yīng)進(jìn)一步設(shè)法找出這個(gè)不良數(shù)據(jù)并在測量向量中將其排除，然后重新進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)。 1)加權(quán)殘差搜索法。 2)標(biāo)準(zhǔn)化殘

6、差搜索法。,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,圖3.13 殘差搜索辨識 法程序流程框圖,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,3.9 不良數(shù)據(jù)的估計(jì)辨識法 不良數(shù)據(jù)的估計(jì)辨識是我國發(fā)展起來的一種新方法，這種方法具有較好的辨識多個(gè)不良數(shù)據(jù)的功能，實(shí)時(shí)性也較好，因此近年來已得到了進(jìn)一步的發(fā)展。,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,3.10 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膶?shí)時(shí)分析 電力系統(tǒng)運(yùn)行的在線分析計(jì)算中許多程序都是以節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的。節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣隨網(wǎng)絡(luò)的結(jié)線而變化。,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,3.10.1 廠站的結(jié)線分析,圖3.14 廠站接線圖與相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)圖,高等學(xué)校本科系列教材現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度自動化,3.10.2 網(wǎng)絡(luò)接線分析 3.11 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)辨識的基本概念 進(jìn)行