计及广域测量信息的状态估计错误参数识别与修正

因电网元件参数可能随工作环境变化而改变、遥信量在干扰下可能出现错误，需要对状态估计中的错误参数进行识别和修正。根据当前监控与数据采集（SCADA）系统和广域测量系统（WAMS）量测共存的状况，引入WAMS量测求得的功率残差和零注入节点功率残差，与SCADA量测残差一起构成拉格朗日函数，由优化理论得出参数误差与各残差的灵敏度关系，从而进一步识别和修正错误参数。所述方法不仅避免了增广参数估计维数高的问题，还利用了高精度的相量量测信息。在标准测试系统上的仿真结果验证了方法的有效性。     

基于广域测量系统的状态估计研究综述

广域测量系统（WAMS）的逐步发展给电力系统在线分析方法提供了一个新思路。针对WAMS测量精度高、具有同步相量测量功能以及数据传输快等特点，分别从引入高精度节点电压相量量测的状态估计算法、引入高精度支路电流相量量测的算法、引入全部WAMS量测的算法以及其他与WAMS状态估计相关的问题等4个方面，介绍了目前引入WAMS量测的各种状态估计算法；并详细分析了各种算法的优缺点和适用范围，从工程应用出发研究其可行性，对部分算法给出了改进措施。讨论了WAMS的不良数据检测与辨识问题、相量测量装置（PMU）的最优配置问题以及基于PMU的动态状态估计和谐波状态估计等与WAMS状态估计相关的其他问题。     

基于PMU及多时间断面的输电网参数估计

输电网的参数错误会制约各种能量管理系统（EMS）在线或离线计算软件的应用。基于当前输电网的实际情况,推导了线路电容和电抗各自的估计方程。引入了图论中的树枝、连枝以及圈基的有关概念,分别对常规监控与数据采集（SCADA）量测下的单断面参数估计、多断面参数估计以及结合相量测量单元（PMU）的圈基组支路参数估计进行了推导。分析了量测数量及种类不断增加情况下的参数可观测性的变化。所述算法对PMU测点的配置要求较低。在New England 39节点系统上进行了测试,在4条母线上配置了PMU,圈基组内的各支路估计结果较为理想。     

计及PMU的混合非线性状态估计新方法

提出一种将同步相量测量单元（PMU）的直接电压相量量测变换为间接支路电流量测，并与监控与数据采集（SCADA）量测量一起进行混合迭代的非线性状态估计方法。对构造等效电流修正量而带来的间接量测误差进行了详细和定量的分析，并对该混合估计算法的精度进行了定性分析和定量计算。理论分析和算例表明，该方法可以获得较高的估计精度，在收敛次数和滤波效果上也有所改进。     

计及PMU支路电流相量的状态估计模型

评述了相量量测在电力系统状态估计中的各种应用模型，包括仅采用相量测量装置（PMU）的量测进行线性估计、在非线性估计中加入PMU电压幅值和相角量测，以及把非线性估计和线性估计结合等方案。把PMU量测值直接作为估计值虽然可以降低估计的维数，但不一定有利于估计精度。当前PMU的配置还难以满足可观性要求，故必须将PMU量测与其他量测一起用于状态估计。但在非线性估计中，很难直接利用PMU支路电流量测，特别是其相角量测。文中提出通过量测变换来计及PMU支路电流幅值和相角量测的模型。对各种非线性估计模型的仿真说明该模型的估计精度优于其他方案。     

电力系统广域动态监测中的功角直接测量技术

功角是表征发电机运行状态和电力系统稳定性的重要参量。介绍了一种发电机功角的直接测量方法，它使用高精度全球定位系统（GPS）时钟信号和转子位置传感装置对异地发电机的功角进行实时同步测量。由于采用了多种硬件和软件误差处理技术以及转子位置自动初始化技术，使该方法具有较高的精度和实用性。动模试验和现场运行结果表明了该方法的可行性和有效性。该方法已被集成到相量测量单元（PMU）中，可以为广域电网同步状态监测系统提供完整的电网相量和发电机功角信息。     

基于PMU的分布式电力系统动态状态估计新算法

随着电力系统的发展，区域电网互联，形成更大的系统。各区域电网相对独立，且有各自相对独立的调度中心。为适应这种分区管理模式，状态估计应采用分布式并行算法。在动态估计扩展Kalman滤波算法的基础上，结合搭接式分布并行算法，提出了一种基于相量测量单元（PMU）的分布式电力系统动态状态估计新算法。该算法利用少量PMU测点，真正实现各子系统的并行计算，避免了原算法进行串行等待的过程。并结合量测数据预处理、对雅可比矩阵加权等方法，加快了计算速度，提高了数值精度和稳定性。最后给出了IEEE 14节点的仿真结果，验证了该算法的有效性及优越性。     

广域测量系统中PMU的通信方案

在基于数字信号处理器（DSP）和高速AVR系列单片机的双CPU协调工作的同步相量测量单元（PMU）研究开发的基础上，进行了其通信方式的研究。PMU内部DSP与AVR单片机之间采用串行外围接口（SPI）实现高速可靠通信，以便AVR单片机完成瞬时数据和相量数据的记录、显示和通信，实现PMU独立运行；PMU与现场工控机之间采用通用串行总线(USB)接口传送瞬时数据和相量数据，实现局域分析和控制；以控制器局域网（CAN）总线和工业以太网技术相结合的通信方式把相量数据传送至测量中心实现全网分析和控制。     

基于混合量测的电力系统线性动态状态估计算法

针对当前电力系统中广域测量系统（WAMS）和数据采集与监控（SCADA）系统并存的现状，利用量测变换技术，将SCADA系统下支路功率量测和节点注入功率量测转换为等效的电流相量量测，并与WAMS组成混合量测系统，在此基础上提出了直角坐标系下的线性动态状态估计算法。该算法采用Holt两参数线性指数平滑技术，结合线性定常系统Kalman滤波原理，实现了系统状态的预测和估计。该算法具有常数雅可比矩阵，从而大大减少了动态状态估计的计算时间，保证了动态状态估计的计算精度。通过IEEE 14节点系统的仿真结果，验证了该算法的有效性和优越性。     

便携式同步相量测量装置现场测试仪

介绍了一种实用的相量测量装置（PMU）的现场校核方法。采用比对测量和模拟发电机信号输出的方法，使新研制的便携式PMU现场测试仪能对现场的PMU进行校核。现场试验表明，该方法可较方便地对跨空间分布的PMU进行客观的性能评价，并可对PMU进行异地校核。