电力系统自动化-第13讲-电力系统调度自动化课件

,单击此处编辑母版标题样式,University of South China,page,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,University of South China,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第十三讲 电力系统调度自动化（2）,主讲人：盛义发,南华大学,电气工程学院,第十三讲 电力系统调度自动化（2）主讲人：盛义发,University of South China,page,2,2024/11/20,电力系统状态估计,University of South Chinapage2,University of South China,page,3,2024/11/20,一、电力系统状态估计的必要性,调度自动化的,高级功能都需要,可靠数据,作为输入数据集，可靠数据集就是,状态估计程序的输出结果,。,（,1,）上传,数据不齐全,数据采集设备的投资是相当昂贵的。在一些重要厂站中设置了RTU,University of South Chinapage3,University of South China,page,4,2024/11/20,一、电力系统状态估计的必要性,（,2,）上传,数据不精确,数据采集和传送的每一个环节,都会产生误差,University of South Chinapage4,University of South China,page,5,2024/11/20,一、电力系统状态估计的必要性,（,3,）,受干扰时会出现错误数据,变电站存在高强度的电磁干扰,尽管已经采取了滤波和抗干扰编码等措施，仍然会出现个别错误数据。,University of South Chinapage5,University of South China,page,6,2024/11/20,A,V,10,伏,10,欧,哪个对？,例1：已知电阻10欧姆，V=9.8伏，I=1.05A，确定估计电流,。,二、状态估计的基本原理,University of South Chinapage6,University of South China,page,7,2024/11/20,最小二乘法（LS）的基本原理,采用最小二乘法（LS）,University of South Chinapage7,University of South China,page,8,2024/11/20,测量值,：,I=1.05A=1.05p.u.,，,U=9.8V=0.98p.u.,P=9.6W=0.96p.u.,量测方程,：,Z1=x+v1,Z2=Rx+v2,Z3=Rx,2,+v3,状态量,x,为电流,I,最小二乘法（LS）的基本原理,例2,University of South Chinapage8,University of South China,page,9,2024/11/20,最小二乘法（LS）的基本原理,令,目标函数,：,Min.J(x)=(1.05-x),2,+(0.98-x),2,+(0.96-x,2,),2,University of South Chinapage9,University of South China,page,10,2024/11/20,最小二乘法（LS）的基本原理,状态的估计值,x=0.9917,量测的估计值,：,电流,I=x=0.9917p.u.=0.9917A,电压,U=Rx=0.9917p.u.=9.917V,有功,P=Rx,2,=0.9835p.u.=9.835W,量测容余度提高后，电流量测的估计误差,：,真值量测值误差估计值 误差 估计值 误差,.05 0.05 1.015 0.015 0.9917 -0.0083,例 例,University of South Chinapage1,University of South China,page,11,2024/11/20,加权最小二乘估计,W=diag(W,1,W,2,W,m,),新目标函数,：,若事先知道量测值的精度，可给精度高的仪表赋较大的权值，以提高估计精度,University of South Chinapage1,University of South China,page,12,2024/11/20,加权最小二乘估计,加权最小二乘法,（,WLS,）,University of South Chinapage1,University of South China,page,13,2024/11/20,利用状态估计减少误差,电气量,电流,I(,误差,),直接测量值,0.05A,非加权估计,0.015A,加权估计,0.0103A,例中设真值为,I=1A,，,U=10V,，,P=10W,University of South Chinapage1,University of South China,page,14,2024/11/20,三、电力系统状态估计,状态变量,选取各母线,电压幅值,和,相位,测量量,选取母线注入功率、支路功率和母线电压数值,状态估计的目标函数,基本,加权最小二乘法状态估计,的迭代修正公式,University of South Chinapage1,University of South China,page,15,2024/11/20,Newton,法解非线性方程组问题,一般非线性方程,f(x)=0,叠代格式,雅可比矩阵,x,0,x,1,x,2,x,3,f(x),x,y,f(x,0,),x=-f(x,0,)/,University of South Chinapage1,University of South China,page,16,2024/11/20,状态估计,求解,目标函数,量测,Jacobian,矩阵,Markov,估计,University of South Chinapage1,University of South China,page,17,2024/11/20,状态估计,用牛顿法求解,在,x,0,附近泰勒展开，忽略二次以上的项：,牛顿法状态估计迭代格式：,University of South Chinapage1,University of South China,page,18,2024/11/20,状态估计,包含量测系统结构，网络参数，仪表精度等信息,信息矩阵,估计误差,:,估计误差期望值,:,估计误差方差,:,一般来说，测点越多，越小，估计精度越高,University of South Chinapage1,University of South China,page,19,2024/11/20,状态估计,根据不同的量测类型，分别写出量测函数,h(x),，然后求导,量测类型分：,线路,有功,、,无功,、,电流,，,变压器,有功,、,无功,、,电流,母线,电压,、注入,有功,、,无功,、,电流,量测,Jacobian,矩阵,University of South Chinapage1,University of South China,page,20,2024/11/20,H,矩阵的求取举例线路潮流,1,2,University of South Chinapage2,University of South China,page,21,2024/11/20,H,矩阵的求取举例,1,2,University of South Chinapage2,University of South China,page,22,2024/11/20,H,矩阵的求取举例,1,2,University of South Chinapage2,University of South China,page,23,2024/11/20,H,矩阵的求取举例,P,12,Q,12,m:,量测个数,k=2*n,母线节点数,University of South Chinapage2,University of South China,page,24,2024/11/20,状态估计计算流程,University of South Chinapage2,University of South China,page,25,2024/11/20,从状态估计到潮流计算,若,H,可逆，则：,从状态估计迭代公式得出了潮流计算的迭代公式,University of South Chinapage2,University of South China,page,26,2024/11/20,状态估计与潮流计算的关系,潮流计算是状态估计的一个特例,状态估计用于处理实时数据，或者有冗余的矛盾方程的场合,潮流计算用于无冗余矛盾方程的场合,在线应用中，潮流计算在状态估计的基础上进行，也就是说，由状态估计提供经过加工处理过的熟数据，作为潮流计算的原始数据,University of South Chinapage2,University of South China,page,27,2024/11/20,电力系统状态估计,University of South Chinapage2,University of South China,page,28,2024/11/20,小结,1、状态估计的必要性,2、最小二乘原理,3、加权最小二乘原理,4、最小二乘计算方法的实例,5、状态估计与潮流计算之间的关系,6、状态估计计算,7、电力系统状态估计,University of South Chinapage2,