基于WAMS-SCADA混合量測的電力系統(tǒng)動態(tài)狀態(tài)估計(jì)算法研究.pdf

1、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)為電力系統(tǒng)在線分析和控制功能提供電網(wǎng)實(shí)時工況，狀態(tài)估計(jì)的性能直接影響分析的準(zhǔn)確性和控制效果。動態(tài)狀態(tài)估計(jì)顯示出其優(yōu)于靜態(tài)狀態(tài)估計(jì)的眾多特性，能對電力系統(tǒng)進(jìn)行安全評估、狀態(tài)預(yù)測，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)分配、預(yù)防控制等在線功能，因此尤為重要。傳統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)主要基于監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)提供的遙測量。隨著相量測量裝置(PMU)在電網(wǎng)中的推廣應(yīng)用，PMU量測已成為電力系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)源之一。PMU量測具有精度高、全網(wǎng)嚴(yán)格同步、更新周期短等

2、優(yōu)點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)狀態(tài)直接可觀，這為動態(tài)狀態(tài)估計(jì)的發(fā)展帶來了新的契機(jī)。同時，由于成本原因，當(dāng)前PMU配置還不能保證電網(wǎng)的完全可觀測。如何在動態(tài)狀態(tài)估計(jì)中有效利用PMU量測是當(dāng)前必須面對和解決的問題，本文針對以上問題對以下幾部分展開工作： (1)對電力系統(tǒng)動態(tài)狀態(tài)估計(jì)的基本原理和算法作了比較全面的分析，對幾種典型的改進(jìn)算法作了介紹，并指出了各自不足之處。 (2)針對廣域測量系統(tǒng)(WAMS)的量測的特點(diǎn)，分別從引入高精度節(jié)點(diǎn)

3、電壓相量量測、引入高精度支路電流相量量測、引入全部WAMS量測3個方面介紹了目前引入WAMS量測的各種狀態(tài)估計(jì)算法，并詳細(xì)分析了其中的2種算法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。 (3)針對當(dāng)前WAMS和SCADA系統(tǒng)量測并存的現(xiàn)狀，利用量測變換技術(shù)，將SCADA系統(tǒng)下支路功率量測和節(jié)點(diǎn)注入功率量測轉(zhuǎn)換為等效的電流相量量測，并與WAMS量測組成混合量測系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上提出了直角坐標(biāo)系下的線性動態(tài)狀態(tài)估計(jì)算法。該算法采用Holt兩參數(shù)線性指數(shù)平滑

4、技術(shù)，結(jié)合線性定常系統(tǒng)Kalman濾波原理，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)狀態(tài)的預(yù)測和估計(jì)。該算法具有常數(shù)的雅克比矩陣，大大減少了動態(tài)狀態(tài)估計(jì)的計(jì)算時間，同時保證了動態(tài)狀態(tài)估計(jì)的計(jì)算精度。 (4)提出了非線性靜態(tài)狀態(tài)估計(jì)和線性動態(tài)狀態(tài)估計(jì)結(jié)合的二次動態(tài)狀態(tài)估計(jì)算法。該算法首先把SCADA系統(tǒng)量測進(jìn)行非線性一次估計(jì)，然后再利用一次估計(jì)結(jié)果、PMU節(jié)點(diǎn)狀態(tài)量量測和PMU相關(guān)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)推算值作為二次估計(jì)的量測量進(jìn)行線性動態(tài)狀態(tài)估計(jì)。該算法可以進(jìn)一步利用P