混合量測下電力系統(tǒng)狀態(tài)估計及其優(yōu)化配置.pdf

1、隨著我國電力系統(tǒng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。調(diào)度人員只有更快、更準(zhǔn)確地了解和掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行的情況，才能保證安全和高效地輸送電能，這就對電力系統(tǒng)的狀態(tài)估計提出了更加嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)（SCADA）已經(jīng)無法滿足電力系統(tǒng)的需求，而加入相量量測裝置（PMU）的混合量測系統(tǒng)在電力系統(tǒng)估計中發(fā)揮著越來越重要的作用，混合系統(tǒng)的量測數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)（SCADA）和相量量測裝置（PMU）共同提供。從價格和技術(shù)上

2、考慮，在電力系統(tǒng)中單獨(dú)安裝PMU會存在一些問題。因此，在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)必然會呈現(xiàn)傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)和PMU量測系統(tǒng)共存的狀態(tài)，如何充分有效地利用混合量測信息對電力系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)估計成為當(dāng)今迫切需要解決的問題。
　　首先闡述了在混合量測趨勢下電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的背景、目的及意義。介紹了混合狀態(tài)估計的算法基礎(chǔ)，并提出了混合電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的性能指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，介紹了廣域量測系統(tǒng)（WAMS），并對混合量測系統(tǒng)中量測特性、時延特性以及數(shù)

3、據(jù)兼容性問題進(jìn)行分析和研究。將PMU的量測原理、作用與SCADA系統(tǒng)進(jìn)行了比較，分析了混合量測系統(tǒng)融合過程中相角和時間匹配問題。
　　接著提出了兩種用于SCADA/PMU混合量測下的新的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計策略。第一種策略是利用先驗狀態(tài)信息（APSI）和正交分塊吉文斯旋轉(zhuǎn)來提高混合狀態(tài)估計的數(shù)據(jù)處理能力。第二種策略是一個依賴于融合估計的三級方案，優(yōu)化結(jié)合之前已測的SCADA/PMU估計量測值。對提出的多級策略進(jìn)行詳細(xì)的描述和討論，證明

4、了該兩級策略可以有效地減少狀態(tài)估計的計算量，增加量測數(shù)據(jù)的同步性和準(zhǔn)確性。
　　最后，對PMU在混合電力系統(tǒng)中的優(yōu)化配置進(jìn)行研究。首先，采用分段迭代法對PMU的優(yōu)化配置進(jìn)行研究。假設(shè)最初每個節(jié)點(diǎn)均安裝有PMU，前兩個階段利用迭代算法去除那些不太重要的節(jié)點(diǎn)的PMU配置，并保留節(jié)點(diǎn)位置重要的PMU配置。在第三階段，通過迭代算法對前兩個階段的PMU數(shù)目進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，并且充分考慮電力系統(tǒng)全網(wǎng)的可觀性，使得PMU的配置達(dá)到最優(yōu)。通過在I

5、EEE14、IEEE24、IEEE30、IEEE39、IEEE57和IEEE118節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)上進(jìn)行仿真驗證，證明了該算法在計算時間上的優(yōu)越性及有效性。其次，利用0-1規(guī)劃迭代法對PMU配置進(jìn)行優(yōu)化以提高狀態(tài)估計的精度。每次迭代選擇一個PMU節(jié)點(diǎn)，將這些節(jié)點(diǎn)組成一個節(jié)點(diǎn)集，在每次執(zhí)行混合估計時要充分考慮這些節(jié)點(diǎn)集。當(dāng)混合估計的協(xié)方差小于給定的閾值時，停止迭代。在IEEE14，IEEE30和IEEE57節(jié)點(diǎn)上對該算法進(jìn)行仿真，驗證了其精確性。