互聯(lián)電網(wǎng)分布式狀態(tài)估計(jì)和混合量測狀態(tài)估計(jì)研究.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，互聯(lián)程度不斷加強(qiáng)，結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式日趨復(fù)雜，對狀態(tài)估計(jì)提出了更高要求。對于大規(guī)模互聯(lián)電網(wǎng)的狀態(tài)估計(jì)問題，傳統(tǒng)整體式狀態(tài)估計(jì)方法在可靠性及實(shí)時(shí)性方面存在一定的局限性。首先，局部系統(tǒng)的不可觀測及不良數(shù)據(jù)都將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)能否順利進(jìn)行。其次，由于系統(tǒng)階數(shù)過大，系統(tǒng)計(jì)算中心需要處理大量量測數(shù)據(jù)及求解大規(guī)模估計(jì)方程，很難滿足系統(tǒng)分析和控制對狀態(tài)估計(jì)實(shí)時(shí)性的要求。隨著PMU裝置逐步在電網(wǎng)中推廣應(yīng)用，PMU量測數(shù)

2、據(jù)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)源之一。PMU量測可直接量測相角，且具有量測精度高、嚴(yán)格同步和更新周期短等許多優(yōu)點(diǎn)。如何在狀態(tài)估計(jì)中以更細(xì)的時(shí)間尺度有效利用PMU量測是當(dāng)前必須面對和解決的問題。
　　本文針對以上兩方面問題，以提高大規(guī)?；ヂ?lián)電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)可靠性及實(shí)時(shí)性和有效利用 PMU量測數(shù)據(jù)進(jìn)行混合量測系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)更好為系統(tǒng)分析服務(wù)為目的，主要研究了互聯(lián)電網(wǎng)的分布式狀態(tài)估計(jì)和混合量測系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)問題。
　　將變化量測的概念用于空

3、間上的狀態(tài)估計(jì)問題，提出了基于量測靈敏度分析的分布式狀態(tài)估計(jì)。采用在聯(lián)絡(luò)線上重疊的區(qū)域劃分方法，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)系統(tǒng)的拓?fù)浞纸?。將兩端估?jì)器在聯(lián)絡(luò)線上的功率估計(jì)不匹配量作為各子系統(tǒng)虛擬變化量測量，基于子系統(tǒng)狀態(tài)量、量測量及功率估計(jì)值之間的靈敏度關(guān)系迭代修正求解子系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)統(tǒng)一解。分析了子系統(tǒng)相角轉(zhuǎn)換問題，指出了影響該方法系統(tǒng)相角估計(jì)精度的幾個(gè)重要因素。
　　基于拓?fù)浞纸夂头謮K矩陣運(yùn)算技術(shù)，推導(dǎo)了空間遞推算法的基本原理，提出了由前推和回推

4、計(jì)算過程組成的基本空間遞推算法及逐層空間遞推算法。逐層空間遞推算法將互聯(lián)電網(wǎng)分解為子系統(tǒng)層和邊界系統(tǒng)層，在兩層結(jié)構(gòu)間實(shí)現(xiàn)前推和回推計(jì)算。推導(dǎo)了量測量逐次處理線性遞推計(jì)算公式，基于此公式，在前推計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上通過逐次處理附加的邊界量測完成回推估計(jì)計(jì)算，有效地加快了逐層空間遞推算法計(jì)算速度。
　　提出了基于網(wǎng)絡(luò)靈敏度的分布式狀態(tài)估計(jì)方法。通過在聯(lián)絡(luò)線上引入虛擬節(jié)點(diǎn)，將大規(guī)模互聯(lián)電網(wǎng)劃分為若干子系統(tǒng)。利用虛擬節(jié)點(diǎn)兩端估計(jì)器計(jì)算得到的流

5、過虛擬節(jié)點(diǎn)功率估計(jì)值的殘差加權(quán)平均值來協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)估計(jì)結(jié)果，并基于網(wǎng)絡(luò)靈敏度的方法修正各子系統(tǒng)估計(jì)結(jié)果。該方法無需負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)的系統(tǒng)級計(jì)算中心，可實(shí)現(xiàn)各計(jì)算中心之間的平行對等的單層分布式組織結(jié)構(gòu)。
　　將分布式狀態(tài)估計(jì)與Multi-Agent技術(shù)相結(jié)合，提出一種分布式狀態(tài)估計(jì)Multi-Agent系統(tǒng)（Distributed State Estimation Multi-agent System, DSEMAS）設(shè)計(jì)方案。針對基于網(wǎng)絡(luò)

6、靈敏度的分布式狀態(tài)估計(jì)算法構(gòu)建了DSEMAS的三層體系結(jié)構(gòu)及各級Agent的組織結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的通信交互和運(yùn)行機(jī)制。各Agent之間相互協(xié)作，共同完成互聯(lián)電網(wǎng)的分布式狀態(tài)估計(jì)。
　　針對SCADA/PMU量測數(shù)據(jù)組成的混合量測系統(tǒng)，提出了基于Ward等值的混合量測實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)模型。根據(jù)實(shí)現(xiàn)WAMS對系統(tǒng)中部分重要樞紐廠站和重要線路進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測的實(shí)用原則對PMU進(jìn)行配置，并將節(jié)點(diǎn)劃分為PMU覆蓋的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和邊界節(jié)點(diǎn)及PMU