基于相量量测的电力系统线性状态估计

分析了相量量测装置的量测误差情况,指出了相量量测参与状态估计计算的必要性。在完全使用相量量测的情况下,给出了基于直角坐标系的实数形式的电力系统线性量测方程和相应的线性静态状态估计算法。对负荷预报加潮流计算的系统状态预报方法进行改进,通过对误差协方差阵计算公式的推导与简化,提出了新的预报误差协方差阵计算公式,并将其与线性量测方程相结合,提出了基于相量量测的线性动态状态估计算法。最后讨论了线性状态估计算法的使用条件,并采用IEEE 30节点系统对提出的算法进行了验证。     

基于混合量测的电力系统状态估计混合算法

研究了相量量测装置(PMU)相量量测和监控与数据采集(SCADA)量测混合使用时的数据匹配问题,提出了利用状态量转换预测得到预报系统状态和预报节点注入电流向量的方法。在此基础上,提出了应用PMU实时相量量测和预报节点注入电流向量的线性静态状态估计算法,以及应用PMU实时相量量测和预报系统状态的线性动态状态估计算法。文中将这2种算法与传统状态估计算法相结合,组成了状态估计混合算法,保证了状态估计的计算精度。该混合算法有效减少了状态估计的计算时间,对PMU的量测配置也没有严格的要求,具有很好的通用性。最后采用IEEE 30节点系统对该方法进行了验证。     

状态估计中选取量测权值的新原则

估计结果的准确性和数值稳定性是状态估计的两个重要方面,通常按量测精度选取量测权值,能使估计结果有较高的准确性,但可能对数值稳定性不利。文中在分析量测权值变化对状态估计数值稳定性影响的基础上,提出了状态估计中选取量测权值的新原则：非关键量测的权值反映量测精度,以量测方差的倒数为其权值;关键量测的权值根据数值稳定性的要求选取,以其他量测权值的平均值为关键量测的权值。这样能较好地协调数值稳定性与估计结果准确性之间的关系。在附录中论述了估计精度与关键量测的权值无关。     

变化量测触发方式下的状态估计算法分析

分析了变化量测及量测阈值等相关概念,提出了变化量测触发方式下的逐次追踪状态估计,每一触发时刻仅对变化量测进行处理。通过算例,对追踪估计有效时段及重启计算问题进行了说明和分析。此方法不但能够明显缩短单次状态估计计算的时间,而且能够保证较高的计算精度,具有实用化的潜力。     

量测量的时延差对状态估计的影响及其对策

监控和数据采集 (SCADA) 系统的量测量没有统一的时标,更新周期长,而且时延较大。同步采样的相量测量单元（PMU）正成为电力系统中另一种重要的数据采集装置,它可以反映动态响应且时延较小;由于带有精确时标,即使通道传输存在时延也能保证时间断面的一致性。为在状态估计中协调这两种量测量,处理各量测量不同的时延,建立了SCADA量测时延的均匀分布模型,分析了各量测数据所反映的时间断面不一致性对状态估计精度的影响,提出了对时延不同的量测量的处理方法。通过对IEEE 14节点电网和一个366节点的实际电网的仿真,验证了该方法的有效性。     

基于等效电流量测变换的电力系统状态估计方法

针对输电系统和配电系统量测类型多的特点,采用了以等效电流量测变换技术来求解电力系统状态估计的方法,并推导了基于等效电流量测变换状态估计的具体求解过程。文中将各种类型的量测变换为等效电流量测进行状态估计,同时根据误差理论将原始量测的权重也对应变换成等效电流量测的权重。理论分析和算例结果表明,利用等效电流量测变换技术进行状态估计快速、有效、实施方便,符合当前电力系统在线应用的实际要求。     

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。     

极坐标系下的快速等效电流量测变换状态估计方法

利用SCADA系统提供的多种类型量测数据,推导出极坐标系下的等效电流量测变换算法。为了提高计算速度,采用了快速解耦法的两个合理假设条件,将雅可比矩阵简化为常数矩阵,并根据该矩阵的特点对信息矩阵进行分块化简,最终得到解耦的信息矩阵,将信息矩阵规模最终减少到常规算法的1/4。此外,还提出了一种直接生成信息矩阵的方法。理论分析与WSCC和New England两个系统的算例表明该方法具有简单、快速、线性收敛的特点,能够满足大型电力系统实时状态估计的需要。     

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。     

给水管网状态估计的优化方法

从给水管网运行工况的实时模拟角度出发 ,提出了管网状态估计的数学模型 ,并讨论了模型的解以及采用简约梯度法求解模型的关键步骤 ,用算例对模型进行了验证。仿真计算结果表明 ,该模型是正确可行的 ,采用的求解方法具有很好的稳定性和较快的收敛速度     

基于量测残差的改进参数估计方法

电网参数错误将影响状态估计的质量,并降低能量管理系统中其他高级应用软件的实用化程度。文中简要介绍了主要的参数估计算法,并详细分析了基于量测残差和参数误差间灵敏度关系的参数估计方法。在总体沿袭两步法参数估计方法的基础上,对该方法的近似模型进行了详细分析。为使算法具有更广的适用面,对第1步中偏差向量的计算和第2步中参数的估计方法分别进行了改进。对该算法进行了测试,结果表明,该方法具有良好的应用前景。     

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。     

EMS中基于量测置换的对地电容参数估计方法

线路的对地电容参数错误将影响能量管理系统（EMS）中电压无功优化软件的分析决策。介绍了一种近似的电容参数估计算法,详细分析了该方法的适用条件。在此基础上,提出了一种新的基于量测置换的线路电容参数估计方法。该估计方法同时考虑了线路对电网的交换无功和线路本身的损耗无功。估计效果不受电容参数错误的影响,并能够同时容忍一定的线路阻抗参数错误。对该算法进行了测试,结果表明该方法具有良好的应用前景。     

Roughness coefficient and its uncertainty in gravel-bed river

Manning's roughness coefficient was estimated for a gravel-bed river reach using field measurements of water level and discharge,and the applicability of various methods used for estimation of the roughness coefficient was evaluated.Results show that the roughness coefficient tends to decrease with increasing discharge and water depth,and over a certain range it appears to remain constant.Comparison of roughness coefficients calculated by field measurement data with those estimated by other methods shows that,although the field-measured values provide approximate roughness coefficients for relatively large discharge,there seems to be rather high uncertainty due to the difference in resultant values.For this reason,uncertainty related to the roughness coefficient was analyzed in terms of change in computed variables.On average,a 20%increase of the roughness coefficient causes a 7% increase in the water depth and an 8% decrease in velocity,but there may be about a 15% increase in the water depth and an equivalent decrease in velocity for certain cross-sections in the study reach.Finally,the validity of estimated roughness coefficient based on field measurements was examined.A 10% error in discharge measurement may lead to more than 10% uncertainty in roughness coefficient estimation,but corresponding uncertainty in computed water depth and velocity is reduced to approximately 5%.Conversely,the necessity for roughness coefficient estimation by field measurement is confirmed.     

以合格率最大为目标的电力系统状态估计新方法

以合格率最大为目标,考虑潮流约束和运行中上下界约束,提出一种电力系统状态估计方法。该方法可用现代内点法求解,收敛性好。与以往方法相比,文中方法得到的状态估计结果合格率高;估计结果有较强的抗差性;所求的解为潮流解,满足各种物理约束,更加接近实际;计算中无需做坏数据检验、可观性校验,无需主观设定测点权重,大幅减少了调试和维护工作量。IEEE 39节点系统、IEEE 118节点系统和某实际输电网等试验系统的测试结果验证了该方法的优越性。     

基于量测量替换与标准化残差检测的不良数据辨识

针对多不良数据辨识中存在的残差污染和残差淹没问题,提出一种多不良数据辨识方法,在应用 P-Q分解法的基础上,首先选取部分量测进行状态估计,接着用剩余量测逐一替换参与估计计算的量测,并根据替换后各量测标准化残差的大小得到可疑数据,其间量测量的替换可以打破发生残差淹没的平衡,使得由于发生残差淹没而导致标准化残差合格的不良数据凸显出来,之后又通过状态估计对可疑数据进行校核,恢复受到残差污染的量测为正常量测,最终将不良数据辨识出来。此外,还给出替换和减少一维量测后计算标准化残差的简化方法,以提高计算速度。最后以某地区220 kV电网为背景进行算例分析,表明该方法的有效性和可行性。     

三峡船闸补水运行方式水力学问题研究

分析了三峡船闸各种补水状态。通过1∶40的实体模型和相应的数学模型,对该船闸补水时输水系统的阻力系数、输水流量过程、水位变化过程、输水时间、补水流量和补水阀门的关闭方式等水力学问题进行了探讨。     

基于测量不确定度的电力系统状态估计（二）方法研究

基于正常测点概念构造了相应测点评价函数,用于评价测点是正常测点还是异常测点;在此基础上,提出了以测点正常率最大为目标函数的状态估计新模型。为使估计结果更接近于实际运行情况,模型中可考虑潮流约束和实际物理约束。用现代内点法求解该模型,计算速度快,收敛性好。与以往方法相比,文中所述方法的状态估计结果测点正常率高,可自动辨识不良数据,估计结果不易受不良数据影响,有较强的抗差性;所求得的解为潮流解,满足各种物理约束,更加接近实际;计算中无需进行不良数据检验,无需主观设定测点权重,大幅度减少了调试和维护工作量。