[发明专利]一种电力系统状态估计的量测量权重设置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统的状态估计方法，特别是一种加权最小二乘法状态估计的量测量权重设置方法。

背景技术

状态估计是能量管理系统(EMS)的重要组成部分，随着电网规模的逐年加大，电力系统的自动化水平越来越高。为了保证电力系统运行的经济性和安全性，要求现代化的电力调度系统能准确、迅速、全面地掌握电力系统实际的运行状态，分析和预测电力系统的运行趋势并能及时地对运行中发生的各种问题，提出处理方法，制定下一步的操作方案。

为了监视电力系统的运行状态，在电力系统的各个厂站(发电厂和变电站)都装备了测量单元来获取各种电气量的实时数据，这些被称为量测数据的实时数据通过各种通信手段传送到电网调度中心。但直接用量测数据来判断电力系统状态显然是不合理的、不能满足电网调度的要求，因为量测数据有如下两个缺点：

(1)量测数据不全面。量测数据并不包含电网的全部数据，仅仅采集了电网的部分数据。

(2)量测数据存在误差。电网调度中心得到的实时数据是通过传感器、变换器等远动装置传送进来的，数据采集、变换和通信每个环节都有误差，并且存在不同程度的干扰，因而这些数据不是完全可靠的。

由于存在以上缺点，量测数据不能直接使用，必须加工处理，补齐不足数据，减少误差影响，才能使用。这个加工处理的过程就是状态估计。

加权最小二乘法是状态估计最基本、最常用的算法，最小二乘法就是根据最小二乘准则使目标函数取得极小值。

加权最小二乘法状态估计的原理如下：

令电力系统量测方程组为

z＝h(x)   (1)

式中，z为m维量测量向量；x为n维状态变量向量(由节点电压幅值和电压相角组成)；h(x)为m维量测量的计算值函数向量。

由于量测方程的个数m大于状态变量个数n，即m>n，方程一般是无解的，即不存在满足式(1)中所有方程的解。需要寻找一组状态变量，使方程的加权残差最小。

令目标函数为

J(x)=(z-h(x))TR-1(z-h(x))=Σi=1mRi-1(zi-hi(x))2---(2)]]>

式中，R^-1表示量测量权重矩阵；z_i-h_i(x)称为第i个量测量的残差。

式(2)中的h(x)用状态变量表示量测量的计算值，是非线性函数。量测量包括支路有功功率量测量、支路无功功率量测量，节点注入有功功率量测量、节点注入无功功率量测量、节点电压幅值量测量。

传统的量测量权重设置方法一般是选择量测量的方差倒数为权重值，即