电力系统中的状态估计的实现范文

1状态估计使用的实时量测数据

状态估计使用的量测包括两类：状态量量测和模拟量量测。状态量量测信息包括断开和闭合两种，模拟量量测分为电压、有功、无功功率、分接头档位四种。其中电流量测不能直接使用，需要转化为功率量测才能使用。状态量量测：包括断路器的状态信息和隔离开关的状态信息。不能得到实时信息时，应进行及时的人工维护。模拟量量测：包括发电机，线路，旁路断路器的有功功率、无功功率量测；一端有量测的两卷变压器有功功率和无功功率量测；变压器分接头档位量测；两端有量测的三卷变压器高、中、低三侧有功功率和无功功率量测；发电厂，变电站等各母线电压量测；负荷有功、无功功率量测，如果负荷无量测值，则提供模型值；电容器，电抗器的无功功率量测。

2状态估计的实现

传统的状态估计算法有最小二乘法、快速分解法、正交化法和混合法等，目前应用最多的方法是最小二乘法。要得到状态估计使用的实时量测数据，并实现状态估计的各种功能需要完成以下步骤：（1）定义电网模型及实时数据的输入输出接口，实现输入输出功能。电网模型包含了系统中所有的设备对象、量测对象等和状态估计计算相关的电网信息（。2）按导入的电网模型中定义的网络元件互连关系和当前的开关刀闸状态判别电网实时接线方式，进行网络拓扑（。3）根据已知的系统量测信息，导入电网模型信息以及网络拓扑后的系统状态，进行状态估计计算并输出结果。

2.1输入输出接口的实现输入的数据主要包括电网模型数据和实时数据，是状态估计所需要的数据。状态估计运行后得到的结果作为输出数据。数据输出功能针对的不仅仅是SCADA／EMS系统，任意应用系统都可以通过接口获取数据。EMS可以提供完善的电网模型数据。且电网模型可采用CIM的XML接口一次性导入到程序中。实时数据包括各种量测值等主要来自于SCADA。为实现和状态估计软件之间数据的输入输出功能，建立了三种类型的接口：XML接口、CIS接口以及专用数据库接口。XML接口与不同的系统连接，可以用XML文件作为载体得到实时数据，安全性好，CIS接口采用组件技术，更加灵活且速度快，符合发展的趋势。专用数据库接口实现直接对数据库的访问，速度快。用户可以根据自己的实际需求和现实情况来选择恰当可行的接口方式。由于三种类型的接口在各方面都有相似性，因此，可以定义一个数据输入类作为他们的父类。三个接口类继承数据输入类的属性，并有自己独有的属性，实现电网模型、实时数据和运行结果数据的输入输出功能。

2.2网络拓扑的实现拓扑模型表述了状态估计所需的设备是如何连接在一起的。拓扑模型主要由连接节点类、拓扑节点类、拓扑岛类组成。连接节点是这样的一些点，在这些点上导电设备的端点通过零阻抗连接在一起。拓扑节点是指在当前网络状态下通过闭合开关连接在一起的一组连结节点，它能够随着当前的网络状态(即开关、断路器等改变状态)的变化而变化。拓扑岛则是网络的一个电气连接的子集，它会随着当前的网络状态(即隔离开关、断路器等改变状态)的变化而变化。

2.3状态估计模型的实现状态估计可分为以下四个步骤：（1）假定数学模型。假定在没有结构误差、参数误差和不良数据的条件下，建立各项数据间的物理表达式。然后再确定状态估计所用的数学方法。在这里采用最小二乘法，最小二乘法定义目标函数为实际量测值与设定的数学模型计算出来的对应值之差的平方和，当其值最小时，求得的状态估计值即为最佳估计值。（2）状态估计计算。根据所选定的数学方法，计算出使残差最小的状态估计值。（3）检测。检查是否有不良测量值混入或有结构错误信息。如果没有，此次状态估计即完成，否则，执行第四步。（4）辨识。用于确定具体的不良数据或网络结构错误信息的过程。在修正或删除不良数据后，重新进行状态估计计算，反复迭代估计，直到所有的不良数据都消失为止。由于量测值存在测量误差，所以在状态估计前要进行一定的处理，包括前置滤波和极限值的检查。通过这些处理可以提高状态估计的精确度和速度。

3总结

本文通过对状态估计各方面的分析，提出了一种状态估计的实现过程。并对输入输出接口的实现、网络拓扑的实现以及状态估计模型的实现做了详细设计，能更好的应用于潮流计算，使状态估计的功能更加完善。

作者：卢芳王晓梅 卢兴旺刘长峰单位：国网日照供电公司