电力系统自动化第13讲 电力系统调度自动化(2).ppt

1、第十三讲 电力系统调度自动化（2）,电力系统状态估计,North China Electric Power University,page2,2020/9/17,一、电力系统状态估计的必要性,调度自动化的高级功能都需要可靠数据作为输入数据集，可靠数据集就是状态估计程序的输出结果。,（1）上传数据不齐全,数据采集设备的投资是相当昂贵的。在一些重要厂站中设置了RTU,North China Electric Power University,page3,2020/9/17,一、电力系统状态估计的必要性,（2）上传数据不精确,数据采集和传送的每一个环节都会产生误差,North China Elect

2、ric Power University,page4,2020/9/17,一、电力系统状态估计的必要性,（3）受干扰时会出现错误数据,变电站存在高强度的电磁干扰,尽管已经采取了滤波和抗干扰编码等措施，仍然会出现个别错误数据。,North China Electric Power University,page5,2020/9/17,哪个对？,例1：已知电阻10欧姆，V=9.8伏，I=1.05A，确定估计电流。,二、状态估计的基本原理,North China Electric Power University,page6,2020/9/17,最小二乘法（LS）的基本原理,采用最小二乘法（LS）,

3、North China Electric Power University,page7,2020/9/17,测量值： I=1.05A=1.05p.u.， U=9.8V=0.98p.u., P=9.6W=0.96p.u. 量测方程： Z1=x+v1 Z2=Rx+v2 Z3=Rx2+v3 状态量x为电流I,最小二乘法（LS）的基本原理,例2,North China Electric Power University,page8,2020/9/17,最小二乘法（LS）的基本原理,令,目标函数： Min. J(x)=(1.05-x)2+(0.98-x) 2+(0.96-x2 ) 2,North Chi

4、na Electric Power University,page9,2020/9/17,最小二乘法（LS）的基本原理,状态的估计值x=0.9917 量测的估计值： 电流I=x=0.9917p.u.=0.9917A 电压U=Rx=0.9917p.u.=9.917V 有功P=Rx2=0.9835p.u.=9.835W 量测容余度提高后，电流量测的估计误差：,North China Electric Power University,page10,2020/9/17,加权最小二乘估计,W=diag(W1,W2,Wm),新目标函数：,若事先知道量测值的精度，可给精度高的仪表赋较大的权值，以提高估计精

5、度,North China Electric Power University,page11,2020/9/17,加权最小二乘估计,加权最小二乘法（WLS）,North China Electric Power University,page12,2020/9/17,利用状态估计减少误差,例中设真值为I=1A，U=10V，P=10W,North China Electric Power University,page13,2020/9/17,三、电力系统状态估计,状态变量选取各母线电压幅值和相位,测量量选取母线注入功率、支路功率和母线电压数值,状态估计的目标函数,基本加权最小二乘法状态估计的迭

6、代修正公式,North China Electric Power University,page14,2020/9/17,Newton法解非线性方程组问题,一般非线性方程 f(x)=0,叠代格式 雅可比矩阵,North China Electric Power University,page15,2020/9/17,状态估计,求解,目标函数,量测Jacobian矩阵,Markov估计,North China Electric Power University,page16,2020/9/17,状态估计,用牛顿法求解,在x0附近泰勒展开，忽略二次以上的项：,牛顿法状态估计迭代格式：,North

7、China Electric Power University,page17,2020/9/17,状态估计,包含量测系统结构，网络参数，仪表精度等信息,信息矩阵,估计误差:,估计误差期望值:,估计误差方差:,一般来说，测点越多， 越小，估计精度越高,North China Electric Power University,page18,2020/9/17,状态估计,根据不同的量测类型，分别写出量测函数h(x)，然后求导,量测类型分： 线路有功、无功、电流， 变压器有功、无功、电流 母线电压、注入有功、无功、电流,量测Jacobian矩阵,North China Electric Power

8、University,page19,2020/9/17,H矩阵的求取举例线路潮流,North China Electric Power University,page20,2020/9/17,H矩阵的求取举例,North China Electric Power University,page21,2020/9/17,H矩阵的求取举例,North China Electric Power University,page22,2020/9/17,H矩阵的求取举例,m:量测个数 k=2*n,母线节点数,North China Electric Power University,page23,202

9、0/9/17,状态估计计算流程,North China Electric Power University,page24,2020/9/17,从状态估计到潮流计算,若H可逆，则：,从状态估计迭代公式得出了潮流计算的迭代公式,North China Electric Power University,page25,2020/9/17,状态估计与潮流计算的关系,潮流计算是状态估计的一个特例,状态估计用于处理实时数据，或者有冗余的矛盾方程的场合,潮流计算用于无冗余矛盾方程的场合,在线应用中，潮流计算在状态估计的基础上进行，也就是说，由状态估计提供经过加工处理过的熟数据，作为潮流计算的原始数据,North China Electric Power University,page26,2020/9/17,电力系统状态估计,North China Electric Power University,page27,202