PMU測量單元對電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)狀態(tài)估計(jì)影響研究.pdf

1、為提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性并提高能量管理系統(tǒng)(Energy Management System，EMS)電力系統(tǒng)的監(jiān)測和控制成為電力系統(tǒng)越來越重要的功能。狀態(tài)估計(jì)是EMS的基本功能之一，能為系統(tǒng)運(yùn)行人員更好的估計(jì)出系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)。動(dòng)態(tài)狀態(tài)估計(jì)(Dynamic state estimation，DSE)作為一種狀態(tài)估計(jì)方法，可以通過電力系統(tǒng)上階段的狀態(tài)值預(yù)測出系統(tǒng)下個(gè)階段的狀態(tài)值（一步領(lǐng)先）。
　　隨著技術(shù)的發(fā)展，同步相量測量單元(Pha

2、sor Measurement Unit，PMU)成為電力系統(tǒng)控制中心中的EMS系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測的主要測量元件。
　　本文重點(diǎn)分析了系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)負(fù)荷突變以及系統(tǒng)壞數(shù)據(jù)監(jiān)測的等情況下PMU在動(dòng)態(tài)狀態(tài)估計(jì)(DSE)以及魯棒動(dòng)態(tài)狀態(tài)估計(jì)(Robust DynamicState Estimation，RDSE)中的作用及影響。
　　為增強(qiáng)PMU在DSE和RDSE中的應(yīng)用，本文提出了一種將PMU測量的電力解耦為有功電流

3、和無功電流的電流解耦測量方法并將該方法應(yīng)用到WLS狀態(tài)估計(jì)解耦公式中。本文使用IEEE標(biāo)準(zhǔn)30母線系統(tǒng)分析了PMU裝置位置的不同對狀態(tài)估計(jì)造成的影響。分析中，在IEEE標(biāo)準(zhǔn)30母線系統(tǒng)中安裝了2個(gè)PMU裝置，其中一個(gè)PMU安裝在參考母線上，并通過改變另一個(gè)PMU的安裝位置來分析PMU安裝位置對狀態(tài)估計(jì)造成的影響。本文以定義的安裝PMU的參考母線的電壓角度為基準(zhǔn)，并以此基準(zhǔn)計(jì)算其他母線的電壓角度。
　　在動(dòng)態(tài)狀態(tài)估計(jì)研究中，使用了加

4、權(quán)最小二乘(WLS)估計(jì)方法進(jìn)行了相關(guān)研究。在魯棒動(dòng)態(tài)狀態(tài)估計(jì)中，使用M-估計(jì)二乘線性化(QL)方法和均方根估計(jì)方法進(jìn)行了相關(guān)研究。并研究了使用迭代重新加權(quán)最小二乘估計(jì)法(IRSL)進(jìn)行M-估計(jì)，增加M估計(jì)問題的解決方法。為了預(yù)測系統(tǒng)下一時(shí)刻的狀態(tài)，在DES模型中使用了一種霍爾特雙指數(shù)平滑方法來計(jì)算該模型中的參數(shù)。此外，在數(shù)據(jù)濾波中使用了擴(kuò)展卡曼濾波方法以獲得系統(tǒng)的最優(yōu)估計(jì)效果。通過在系統(tǒng)母線中增加擾動(dòng)來模擬系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程并假定系統(tǒng)功率

5、因數(shù)恒定。仿真測量誤差通過添加具有零平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差的正態(tài)分布誤差函數(shù)獲得。通過測量數(shù)據(jù)計(jì)算SCADA系統(tǒng)和PMU裝置的權(quán)重。
　　本文所提的方法分別在IEEE標(biāo)準(zhǔn)14母線測試系統(tǒng)和IEEE標(biāo)準(zhǔn)30母線測試系統(tǒng)中進(jìn)行了算例分析。通過潮流計(jì)算程序獲得測量數(shù)據(jù)并通過Matlab程序?qū)Y(jié)果進(jìn)行分析。
　　本文分析了PMU在動(dòng)態(tài)狀態(tài)估計(jì)和魯棒動(dòng)態(tài)狀態(tài)估計(jì)中的影響，消除了各種情況下被估計(jì)狀態(tài)的平均誤差并減小了被估計(jì)電壓幅值和相角的波動(dòng)