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基于測量不確定度的電力系統狀態估計

1 成果簡介狀態估計是電力系統能量管理系統的核心，可檢測辨識 SCADA 中的壞數據，為能量管理系統的高級應用功能提供完整、可靠的電網數據。傳統的 WLS 估計方法在量測誤差服從正態分布時為最小方差無偏估計，但實際量測分布與正態分布相去甚遠，且壞數據的出現幾乎不可避免，此時 WLS 估計效果不夠理想。基于測量不確定度的電力系統狀態估計方法借助測量不確定度概念進行狀態估計，不追求估計值對量測值的精確擬合，而是求解使最多量測估計值位于測量不確定度確定的區間內的狀態作為估計結果，可自動檢測辨識壞數據，具有強抗差性。利用現代內點法求解非線性估計問題，收斂性好，計算速度快；無需進行不良數據校驗、權重因子設置，調試和維護簡單。2 應用說明基于測量不確定度的電力系統狀態估計可實現狀態估計系統連續 7×24 小時在線穩定運行；正常情況下狀態估計算法合格率較傳統 WLS 估計方法提高 5%，收斂率達到 99%以上，可用率達到 100%；各種數據接口功能完善，狀態估計系統數據模型接口滿足 IEC 61970標準，實時數據接口兼容 E 格式等通用標準數據格式，數據交換穩定可靠；計算速度高，滿足在線應用要求；免維護。此外，狀態估計還具有以下功能： l 系統運行狀態監視功能，如檢測支路過載、電壓或注入量越限等； l 量測系統監視功能，即根據狀態估計結果跟蹤記錄遙測異常出現的時間和被檢測出的次數，跟蹤記錄遙測狀態不更新出現的時間，根據給定的門檻值按誤差大小篩選列出電網中最差的遙測量及其相關的狀態； l 友好的用戶圖形界面，對估計結果及各種監視功能進行有效可視化，方便調度員監視系統狀態并發現系統存在的問題。 l 基于測量不確定度的狀態估計可用于各級電網公司控制中心的能量管理系統，功能完善的各種數據接口使得此狀態估計系統可與電網已有能量管理系統進行有效而可靠的數據交換。3 效益分析與同類電力系統狀態估計軟件相比，基于測量不確定度的狀態估計軟件具有更強的抗差性，合格率、收斂率、可用率高，可更有效檢測辨識 SCADA 中的壞數據，為能量管理系統的高級應用功能其他應用功能提供完整、可靠的電網熟數據，從而保證對電力系統運行狀態的有效實時監視，保障電力系統的安全可靠運行。功能完善的各種數據接口方便與現有能量管理系統的兼容；計算速度可實現在線應用；估計系統免維護，可節省維護費用，且使實際工程應用更加方便。

清華大學 2021-04-13

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