D5000系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)應(yīng)用研究

劉艷英 王治宇

摘要：由于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，在生活方面，民眾對(duì)于電力資源的需求日漸增大，進(jìn)而使得我國(guó)電力系統(tǒng)的規(guī)模將逐漸增大，怎么去科學(xué)性地對(duì)電力資源進(jìn)行調(diào)度便是每一個(gè)電力工作者的主要使命，一種智能電網(wǎng)的大腦D5000系統(tǒng)便出現(xiàn)在人們眼前。想要使得D5000電力系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用功能得以實(shí)現(xiàn)，并且保證智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)之中的每個(gè)應(yīng)用的順利完成，都有必要應(yīng)用到電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)功能。

1電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)概念

電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)，是電力系統(tǒng)調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)（EMS）的核心功能之一，其主要的功能是根據(jù)電力系統(tǒng)的各種量測(cè)信息，估計(jì)出電力系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。另外，電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)還使用了估計(jì)算法將已經(jīng)壞掉的數(shù)據(jù)檢查出來(lái)，然后清除這些數(shù)據(jù)，以求到達(dá)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性以及準(zhǔn)確性，使得網(wǎng)絡(luò)分析之時(shí)，有非?？煽康男畔?shù)據(jù)供其使用，為整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行起到保障作用。

2 D5000系統(tǒng)中狀態(tài)評(píng)估的應(yīng)用

在整個(gè)D5000系統(tǒng)之中狀態(tài)評(píng)估所起到的用處，包含了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇矫?，根?jù)遙信結(jié)果，確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌垂?jié)點(diǎn)-支路的連接關(guān)系;.根據(jù)遙測(cè)結(jié)果，估計(jì)系統(tǒng)的潮流分布，即節(jié)點(diǎn)電壓，支路功率等，其結(jié)果符合電路定律;量測(cè)系統(tǒng)的分析方面;量測(cè)預(yù)檢測(cè)方面，D5000系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)計(jì)算方面以及對(duì)不良數(shù)據(jù)的檢查與辨別方面。

（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰬?yīng)用

D5000電力系統(tǒng)可以依據(jù)智能電網(wǎng)之中的節(jié)點(diǎn)-支路的連接關(guān)系以及斷路器開合閘的狀態(tài)，完成D5000系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)所需要的計(jì)算模型。對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪B接進(jìn)行分析，根據(jù)智能電網(wǎng)之中的節(jié)點(diǎn)-支路的連接關(guān)系以及斷路器開合閘的狀態(tài)，將那些連接在一處的節(jié)點(diǎn)合并進(jìn)母線的計(jì)算之中，最終用計(jì)算母線來(lái)代表智能電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接關(guān)系。對(duì)智能電網(wǎng)設(shè)備的帶電狀態(tài)進(jìn)行分析，再依照這些設(shè)備的拓?fù)溥B接關(guān)系與其帶電狀態(tài)分為含源電氣島與不含源電氣島;可以對(duì)背靠背直流換流站進(jìn)行拓?fù)浞治觥?/p>

（2）量測(cè)系統(tǒng)分析

電力系統(tǒng)的量測(cè)分為遙測(cè)和遙信兩種。遙測(cè)是模擬量的量測(cè)結(jié)果，包括支路功率、支路電流等。遙信是開關(guān)量的量測(cè)結(jié)果，即開關(guān)（斷路器）或刀閘的開合狀態(tài)，變壓器的檔位等。

想要判斷智能電網(wǎng)的遙測(cè)量與遙信量是否符合D5000系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的計(jì)算要求，就有必要分析智能電網(wǎng)的可觀測(cè)性。其具體的內(nèi)容是：對(duì)智能電網(wǎng)的量測(cè)配置進(jìn)行分析，將智能電網(wǎng)中可觀測(cè)到的地方與無(wú)法觀測(cè)到的地方進(jìn)行區(qū)分;智能電網(wǎng)中無(wú)法觀測(cè)到的地方便會(huì)形成偽量測(cè);若是智能電網(wǎng)的配置不符合D5000系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的計(jì)算要求，那么D5000系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)將會(huì)為智能電網(wǎng)提供無(wú)法觀測(cè)的地方的量測(cè)配置方案，使得智能電網(wǎng)的配置滿足計(jì)算條件。

（3）量測(cè)預(yù)檢測(cè)應(yīng)用

量測(cè)預(yù)檢測(cè)，指的是D5000電力系統(tǒng)之中進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，將量測(cè)之中的錯(cuò)誤確定了下來(lái)，然后在D5000系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)計(jì)算之前開始針對(duì)量測(cè)的量進(jìn)行檢測(cè)分析。量測(cè)預(yù)檢測(cè)主要的作用：對(duì)母線以及廠站的功率量測(cè)總和進(jìn)行檢查，判斷其是否符合平衡要求;對(duì)線路量測(cè)、母線電壓量測(cè)以及變壓器功率量測(cè)進(jìn)行檢查，判斷其是否已經(jīng)超過了極限;對(duì)開關(guān)的遙信狀態(tài)進(jìn)行檢查，判斷其是否存在錯(cuò)誤。

（4）系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)計(jì)算

D5000電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的計(jì)算涉及到智能電網(wǎng)拓?fù)溥B接關(guān)系、智能電網(wǎng)的設(shè)備參數(shù)以及量測(cè)的實(shí)際數(shù)據(jù);通過這些數(shù)據(jù)與關(guān)系將智能電網(wǎng)的相角以及母線電壓的估計(jì)值計(jì)算出來(lái)，還將每個(gè)量測(cè)的最佳估計(jì)值計(jì)算出來(lái)，以此來(lái)為達(dá)到所有高級(jí)應(yīng)用功能提供一定的基礎(chǔ)。

（5）不良數(shù)據(jù)的檢測(cè)和辨識(shí)

D5000電力系統(tǒng)通過狀態(tài)估計(jì)算法將量測(cè)的估計(jì)數(shù)值計(jì)算出來(lái)，然后利用量測(cè)突變以及殘差分析方法對(duì)量測(cè)估計(jì)值進(jìn)行檢測(cè)，最終得到不良數(shù)據(jù)。

1）量測(cè)數(shù)據(jù)檢測(cè)辨識(shí)

D5000系統(tǒng)中的不良數(shù)據(jù)的產(chǎn)生原因是因?yàn)槟硞€(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)或者是某廠站通信的通道又或者是某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障所導(dǎo)致的，然而，已經(jīng)壞掉的數(shù)據(jù)其誤差是非常之大的，其余的測(cè)量數(shù)據(jù)還是比較好的，不過也要篩選及甄別這些數(shù)據(jù)。

2）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)性錯(cuò)誤辨識(shí)

D5000系統(tǒng)之中存在兩種類型的結(jié)構(gòu)性錯(cuò)誤，其一是D5000系統(tǒng)接線的改變?nèi)欢b信系統(tǒng)出現(xiàn)異常狀況;其二是D5000系統(tǒng)接線未產(chǎn)生變化但遙信信息卻出現(xiàn)錯(cuò)誤。D5000系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)辨識(shí)的具體步驟是：第一，根據(jù)遙信信息計(jì)算出估計(jì)值;第二，跟保存起來(lái)的D5000系統(tǒng)接線相比較;第三，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，就應(yīng)該根據(jù)接線對(duì)之前的模型進(jìn)行改正，然后重新開始狀態(tài)估計(jì);第四，把這次得到的數(shù)據(jù)跟之前比較之差小于規(guī)定值的這種情況之下，如果先前的判斷出現(xiàn)了錯(cuò)誤，那么就表明D5000系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤，而是系統(tǒng)的遙信信息出現(xiàn)了錯(cuò)誤;如果先前的判斷是對(duì)的，那么就應(yīng)該判斷計(jì)算D5000系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)值是否合格，如果是不合格的，那么就能夠肯定出現(xiàn)錯(cuò)誤的線路路段。

（6）參數(shù)估計(jì)應(yīng)用

如果智能電網(wǎng)的量測(cè)質(zhì)量是比較好的，量測(cè)配置又有足夠冗余度的時(shí)候，D5000電力系統(tǒng)能夠?qū)⑤^為可疑的參數(shù)辨識(shí)出來(lái)，能夠估計(jì)出設(shè)備的參數(shù)，為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的參數(shù)估計(jì)數(shù)值，還能夠?qū)€路、變壓器的分接頭位置等設(shè)備參數(shù)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。

（7）考核統(tǒng)計(jì)應(yīng)用

D5000電力系統(tǒng)要進(jìn)行一次狀態(tài)估計(jì)計(jì)算的時(shí)間間隔為0～5s，可以計(jì)算D5000系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的實(shí)用運(yùn)行指標(biāo)，還把每一次的D5000系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)計(jì)算的運(yùn)行指標(biāo)儲(chǔ)存進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。年、月、日運(yùn)行的分析包含了系統(tǒng)遙測(cè)估計(jì)合格率、電壓殘差均值、系統(tǒng)估計(jì)可使用率等。

總結(jié)

D5000系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)電力系統(tǒng)調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)的核心功能，它為自動(dòng)化電壓控制、運(yùn)行工作人員潮流等其他智能電網(wǎng)應(yīng)用提供一定的基礎(chǔ)。讓智能電網(wǎng)應(yīng)用軟件更為實(shí)用的重點(diǎn)是提升D5000系統(tǒng)遙測(cè)估計(jì)的合格率。想要將智能電網(wǎng)的接線方式與運(yùn)行狀態(tài)確定下來(lái)，就需得通過數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、、監(jiān)視控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、遙信信息以及實(shí)時(shí)遙測(cè)來(lái)完成，并且還可以構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的模型，將不良數(shù)據(jù)檢測(cè)出來(lái)，對(duì)量測(cè)點(diǎn)的不足之處進(jìn)行補(bǔ)充，進(jìn)而達(dá)到提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可觀測(cè)水平的目的。

參考文獻(xiàn)

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