基于PMU的配电网状态估计

分布式能源的接入、网络结构的复杂性以及量测数据冗余不足,使配电网状态估计的精度较低。针对量测数据精度不高的问题,引入同步向量测量装置(Phasor Measurement Unit,PMU)以提高状态估计的精度;针对配电网状态估计中应用最多的加权最小二乘法(Weighted Least Squares,WLS)对量测数据精度要求高、抗差能力差的缺点,结合Huber算法和多目标函数抗差估计算法改进了加权最小二乘法,提出三目标函数型预抗差状态估计。通过对迭代次数的判断并结合WLS、Huber算法和指函数型目标函数的优点确定选用哪种目标函数。算例分析在IEEE33节点系统中展开,结果表明,加入PMU有效提高了量测数据的准确性。三目标函数预抗差算法比WLS估计精度高、抗差性强,验证了所提算法的有效性。     

配电网PMU的P类性能指标设定研究

近些年来,为应对可再生能源大量接入配电网可能引发的电网安全问题,面向配电网的同步相量测量技术得到快速发展。为加速和规范配电网同步相量测量单元(DN-PMU,Distribution Network Phasor Measurement Unit)的研制,制定DN-PMU的测量标准或技术规范成为当前较为紧迫的任务。本文针对DN-PMU要求快速响应的应用场景,研究向主动配电网P类DN-PMU性能指标的制定。首先,通过对基于DN-PMU测量数据的应用进行分类并筛选出典型应用,从应用需求方面提出P类DN-PMU的测量性能指标;其次,基于主动配电网典型应用的信号环境,选用DN-PMU高性能测量算法从测量能力方面评估所提出性能指标的可行性,并由此对指标做进一步修订。本文工作对于DN-PMU测量标准制定具有重要参考价值。     

基于PMU量测的配电网稀疏估计

同步相量量测技术的应用为配电网估计如潮流雅可比矩阵估计和电压/相角-功率灵敏度估计提供了重要技术基础。针对潮流雅可比矩阵的相关性、稀疏性和对称性,提出了一种基于同步相量测量单元量测数据的潮流雅可比矩阵和灵敏度矩阵的稀疏估计方法,在较少量测下,有效估计了雅可比矩阵和灵敏度矩阵。进一步针对量测过程中出现的不良数据,引入鲁棒性更大的加权最小二乘法,提高了算法的鲁棒性。最后,通过IEEE33节点配电系统验证了方法的可行性。     

基于PMU状态估计的研究

传统的基于单相纯正弦模型的状态估计存在固有误差。随着基于GPS的同步相量测量单元(PMU)的应用,提出以PMU为基础的三相状态估计和谐波状态估计算法。该算法可解决系统三相不平衡和状态向量非纯正弦带来的误差问题。     

基于PMU的状态估计的研究

传统的状态估计是基于单相纯正弦模型的,但实际电力系统的三相并不是完全对称,这就导致了传统的状态估计存在着固有的误差.随着基于GPS同步相量测量单元(PMU)的应用和计算机技术的发展,该文提出了一种以PMU为基础的三相状态估计和谐波状态估计算法以消除这种固有误差.利用PMU的电压幅值测量值和相角测量值与SCADA原有的测量值构成的混和量测系统一起用于状态估计,从而提高网络的可观测性及状态估计的精度,来弥补传统状态估计的不足.所以这种算法可根本解决系统三相不平衡和状态向量非纯正弦带来的误差问题.最后讨论了对该算法的评估方法.     

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。     

基于PMU的状态估计的研究

传统的状态估计是基于单相纯正弦模型的,但实际电力系统的三相并不是完全对称,这就导致了传统的状态估计存在着固有的误差。随着基于GPS同步相量测量单元(PMU)的应用和计算机技术的发展,该文提出了一种以PMU为基础的三相状态估计和谐波状态估计算法以消除这种固有误差。利用PMU的电压幅值测量值和相角测量值与SCADA原有的测量值构成的混和量测系统一起用于状态估计,从而提高网络的可观测性及状态估计的精度,来弥补传统状态估计的不足。所以这种算法可根本解决系统三相不平衡和状态向量非纯正弦带来的误差问题。最后讨论了对该算法的评估方法。     

利用PMU数据提高电力系统状态估计精度的方法

同步相量测量单元(phasor measurements units,PMU)因能测得高精度的同步相量数据而被广泛应用于电力系统中,而传统的监控及数据采集系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)是电力系统运行和静态安全监视的基础。文中提出了一种PMU与SCADA数据共存的数学模型用于电力系统状态估计。该模型在保留原有SCADA数据的同时,通过虚拟测量方法对PMU观测范围进行大范围拓展,提高数据冗余度及状态估计的精度。仿真结果表明,该方法具有较高的估计精度,且不受网络拓扑结构和PMU数量限制,适于SCADA和PMU数据共存系统。     

基于多分支电流混合量测的配电网三相状态估计

同步相量测量应用于配电网高级应用中是近年来的研究热点。针对配电网同步相量与智能电表的混合量测问题,提出一种以支路电流为状态变量的配电网状态估计方法。该方法在含分布式光伏接入的配电网中,将微型同步相量测量单元(Micro-Synchronous Phasor Measurement Unit,μPMU)和智能电表量测数据进行等效变换,实现异构数据支路电流幅值量测误差最小。首先,基于混合量测系统,推导三相量测方程模型。然后,运用加权最小二乘法实现了三相支路电流的状态估计。所提方法适用于三相不平衡、多分支电流量测的配电网。最后,通过对含分布式光伏的IEEE 37节点系统进行仿真,验证了方法的有效性。     

考虑虚假数据注入攻击的有源配电网分布式状态估计

状态估计作为保障电网监测数据质量的关键一环,可为能量管理系统提供可靠的数据基础。考虑到有源配电网量测误差大、易遭受网络攻击等问题,文中研究了计及虚假数据注入攻击的有源配电网分布式状态估计方法。首先,各子区域根据自身量测进行状态估计,并利用平均一致性算法获取全局信息对内部状态量进行修正,实现完全分布式状态估计;其次,在子区域状态估计中引入权函数动态修正目标极值函数的权重矩阵,增强状态估计的抗差性能;然后,在边界节点和易受到虚假数据注入攻击的节点配置同步相量测量单元,提高辨识虚假数据攻击的能力;最后,利用IEEE 118节点配电网系统进行算例仿真验证。试验结果表明,文中所提状态估计方法不仅可以有效减小估计误差,还能准确辨识虚假数据注入攻击,提高了状态估计的精度和辨识虚假数据注入攻击的能力。     

考虑PMU量测信息的配电网运行状态分析方法

同步相量量测单元PMU(phasor measurement unit)在配电网中的推广使用有效提升了电网系统的可观性。首先提出了一种考虑PMU信息的配电网运行状态分析方法,该方法在数据采集与监控SCADA(supervisory control and data acquisition)系统数据更新时,将SCADA和PMU等不同量测时间尺度的混合数据进行状态估计;之后通过PMU数据进行状态估计更新,直至新的SCADA数据到来,开始新的混合数据状态估计。目标函数由估计值与量测值之间残差指数的加权和组成,降低了不良数据对估计结果的影响,并通过抗残差加权减少由于量测坏数据引起的运行状态波动。最后通过IEEE 123节点的算例分析,验证了所提方法具有较好的运行状态分析效果和有较高的时效性。     

基于PMU实测数据的同步发电机参数在线辨识方法

由于试验条件与发电机运行的实际工况有较大差异,常规的电机试验难以得到与饱和、涡流等密切相关的发电机动态参数的准确值,满足不了离线和在线安全分析及控制的要求。将PMU上传的定子电压和励磁电压量测作为输入信号、定子电流和励磁电流作为输出信号,基于PMU实测数据和同步发电机派克模型,考虑定子绕组暂态过程,实现了同步发电机原始参数的辨识。电力系统实际算例表明,与设计参数相比,基于该参数辨识结果的仿真曲线与实测发电机动态曲线的拟合程度明显要高,所提方法能够有效提高同步发电机的参数辨识精度。     

考虑PMU的配电网潮流计算

考虑在配电网中加入同步相量测量单元(PMU)进行潮流计算,理论上正确可行并能提高配电网潮流计算的收敛速度。但在实际应用中,PMU存在一定的测量误差,使用传统前推回代潮流算法和对负荷静态电压特性变化敏感性弱的前推回代算法分别对IEEE 33节点配电系统进行测试,结果表明:不考虑PMU测量误差时,使用传统前推回代潮流算法能够保证潮流计算结果的精度并能提高计算收敛速度;考虑PMU测量误差时,使用对负荷静态电压特性变化敏感性弱的前推回代算法抗误差性更强;2种算法都表明将PMU安装于普通节点时的算法计算精度比PMU安装在DG节点时高。     

电力系统PMU优化配置问题研究

在PMU最优配置问题的研究过程中,引入了元件权重的概念,来区分不同设备对可观性要求的程度使得OPP求解算法更加灵活,可以考虑更多的因素;结合了发电机同调性的影响,此方法针对电力系统的特点,从而更加有效;把传统的逐点法进行了改进,并根据穷举法与改进逐点法的各自特点,把两者相结合,成为一种实用算法。对以上布点原则和算法在IEEE-39上进行了测试,取得了较好的效果。     

基于鲁棒优化的主动配电网分布式电源优化配置方法

为优化配置作为分布式发电的有效管理平台的主动配电网,针对含分布式发电并网的主动配电网优化配置问题,给出一种基于鲁棒优化理论的优化配置模型。首先,以综合配置成本最小为目标函数,计及功率平衡约束、可控微源运行约束、旋转备用约束等必要约束条件,建立主动配电网优化配置模型。针对模型中的不确定性,采用鲁棒优化框架将分布式光伏和风电区间模型中的不确定变量进行消除,再采用线性对偶理论和拉格朗日求导法将其转化为确定性的优化配置模型。仿真算例表明,主动配电网相比于传统配电网具有更高的运行经济性和可靠性。同时,所建立的模型能够计及风光出力不确定性对配置结果的影响,从而适用于主动配电网优化配置方案制定。     

对电网故障时刻PMU测量频率的思考和讨论

频率是电力系统运行中一个重要的质量指标,它反映了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态。如果电力系统运行频率偏离过多,会给电力用户带来不利影响,而受影响最大的当首推电力系统本身。因此,需要对频率进行较高精度的测量。针对一起电网故障时PMU的频率测量数据,指出现有PMU在故障情况下可能存在测量判断错误的问题,提出在分析PMU频率测量数据时应注意的问题,同时也提出了PMU测量故障系统频率的改进方法。     

一种基于PMU的线路自适应故障测距算法

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)的输电线路故障测距的自适应算法。该算法利用PMU装置获得高压线路两端的电压和电流相量,在线计算线路参数,解决了线路实际参数与电力局所提供参数的不同、线路参数在运行过程中的不确定性等问题。采用前置带通滤波器与全波傅氏算法相结合的滤波算法,提取相当精确的突变量基频分量,用于输电线路故障测距。大量的EMTP仿真计算结果和实际系统参数验证结果表明,该测距算法不受系统的运行方式、故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度。