电力系统自动控制技术课件：电力系统状态估计.pptx

电力系统自动控制技术电力系统状态估计

回顾内容以电力系统频率稳定为例，说明新型电力系统3道防线的配置情况。2025/3/72第1道防线：事故发生前通过调整一次调频备用、惯量水平等手段调节电网运行方式的预防控制；第2道防线：事件驱动的根据策略表的紧急控制，属于前馈控制；第3道防线：针对极端情况的基于响应驱动的校正控制，以低频减载等为主要形式的反馈控制。

电力系统状态估计

状态估计技术背景现代调度系统要求能迅速、准确而全面地掌握电力系统的实际运行状态，预测和分析系统的运行趋势，对运行中发生的各种问题提出对策，并要提供下一步运行的决策。数据是计算机自动化系统的基础；保证电力系统实时数据的质量是提高软件水平的关键。因此,如何低成本、高精度地提供电力系统实时数据是电力系统计算机应用领域的一大关键问题。量测数据为什么不可直接用？

调度中心计算机系统电力高级应用软件(PAS)三、状态估计What?Why?How?电力系统状态估计主要指实时潮流的状态估计，它的作用是：对给定的系统构成及量测配置，能估计出系统的真实状态，即各母线上的电压相角与模值及各元件上的潮流。

调度中心计算机系统三、状态估计

调度中心计算机系统三、状态估计主CPU模块统筹全局，与各模块采用并行或串行方式进行通信。公共总线（包括数据总线、地址总线和控制总线）由主CPU控制，通过地址总线来选择各模块，只有被选中的模块才可以接收控制信号并存取数据。主CPU可用命令来定义各模块，设置工作参数，并对其定时扫描。遥信模块也可采用中断方式通知主CPU取数，以使遥信变位等故障信息尽早被处理。RTU

调度中心计算机系统三、状态估计RTU要从电流互感器（TA）和电压互感器（TV）取得信息，但这些互感器的二次侧电流或电压量不能适应模/数变换器的输入范围要求，故需对它们进行变换。电压变换器将由电压互感器二次侧引来的电压进一步降低。电流变换器将电流互感器二次侧引来的电流变换成电压信号，并进一步降低电压。一般模数转换芯片要求输入信号电压为±5V或±10V。由此可以决定上述电压变换器，电流变换器的变比。电压形成电路除了起电量变换作用外，另一个重要作用是将一次设备的电流互感器TA、电压互感器TV的二次回路与微机A/D转换系统完全隔离，提高抗干扰能力。稳压管组成双向限幅，使电路后面环节的采样保持器、A/D变换芯片的输入电压限制在峰～峰值±10V（或±5V）以内。

调度中心计算机系统三、状态估计

调度中心计算机系统误差及其来源：量测值与真实值的差值称为量测误差电力系统量测误差来源(环节)大体可归纳为：1、变换器（电压互感器和电流互感器）的误差；2、模数转换器的误差3、数据传送过程中的误差4、量测和传送过程中的时间延迟5、运行中三相不平衡及功率因数的变化，会给单相量测和计算带来误差这种由远动装置直接传送来的数据具有较大的误差，偶尔还包含不良数据，习惯上称为生数据(rawdata)。三、状态估计

调度中心计算机系统三、状态估计一般来讲，误差具有正态分布的性质：μ-σμ+σZμP(Z)平均数、标准差误差的性质只有0.3%的可能性，Z落在3σ范围之外误差大于±3σ的量测数据可认为是不良坏数据；实际应用中不良数据误差界限往往取（6～7）σ

调度中心计算机系统三、状态估计提高数据可靠性和完备性的措施建立可靠而完整的数据库有两条途径：硬件途径：增加量测设备和远动设备，并提高其精度、速度与可靠性；导致技术和经济上付出过大的代价软件途径：采用数学、软件技术，对数据进行实时处理，提高数据的可靠性和完整性。在具备一定水平的硬件基础上，采用状态估计技术则能充分发挥已有硬件的潜力，提高数据的精度，补充测点和量测项目的不足，排除偶然的错误信息和数据，提高整个数据系统的质量与可靠性。

状态估计基本概念也称为滤波，它是利用实时量测系统的冗余度来提高数据精度，自动排除随机干扰所引起的错误信息，估计或预报系统的运行状态（或轨道）。状态估计作为近代计算机实时数据处理的手段，首先应用在宇宙飞船、卫星、导弹、潜艇和飞机的追踪、导航和控制。状态估计主要处理对象是某一时间断面上的高维空间（网络）问题，而且对量测误差的统计知识又不够清楚，因此目前很多电力系统实际采用的状态估计算法是最小二乘法。

调度中心计算机系统三、状态估计状态估计的作用获得全网的状态感知：得到电网状态变量估计值为量测量的配置提供建议：可观性分析剔除不良数据：对生数据进行不良数据检测与辨识，删除或改正不良数据，提高数据系统的可靠性。进行拓扑错误辨识：估计电网实际开关状态，保证结线方式的正确性。网络结线辨识或开关状态辨识，拓扑错误可导致不收敛。进行参数估计：状态估计所依赖的网络模型需要知道网络的参数信息，包括线路、变压器正序采纳数。参数台账或运行中变化会导致参数偏差，借助冗余量测