配电系统状态估计DSE课件

配电系统状态估计(DSE)报告人：董树锋导师：卢强教授2005.5主要内容配电系统状态估计(DSE)概述DSE的基本理论配电系统结构特点和建模配电系统状态估计的方法工作目标和计划1.配电系统状态估计(DSE)概述1.1问题的提出用户对电能质量和可靠性要求越来越高；配电系统SCADA系统被越来越多地安装，能够提供实时数据供配电系统分析和控制使用；出于经济性的考虑，测量设备安装的数目是有限的，因此实时数据是不足的；由于设备和通讯的问题，传送到控制中心的数据有可能不正确，不可靠或者是时延的；DSE是解决上述问题一种高效的方法1.配电系统状态估计(DSE)概述1.3SE的历史输电系统级的状态估计，已经有30多年的应用历史，已经成为一项成熟的技术对配电状态估计的研究不过是近十几年的事如何把输电系统成熟的状态估计技术运用到配电系统中，是DSE技术研究的一个主要的方向2.DSE的基本理论电力系统的量测量方程可表示为(2-1)式中z为量测值矢量；h(x)为量测量的计算值矢量；v为量测误差矢量采用加权最小二乘估计，则给定量测矢量z以后,状态估计矢量x是使目标函数J(x)达到最小的x的值

(2-2)式中表示量测量的权重，且是对角阵，当x使得J(x)最小时：

(2-3)叫量测Jacobian矩阵

2.DSE的基本理论（2-3）式是个非线性方程组，不易用解析的方法直接求解，可以用牛顿拉夫逊方法迭代求解，第i步迭代中，有(2-4)(2-5)（2-4）式中称为Gain矩阵当小于一个足够小的数时，我们认为迭代已经收敛，求得的x即为状态估计后的状态变量

3.配电系统结构特点和建模3.2配电系统馈电线建模根据根据配电系统的特点，馈电线采用三相建模，如图：

将地节点消去，电压电流关系可以写成：

(3-1)3.配电系统结构特点和建模3.2配电系统馈电线建模将上式写成导纳矩阵形式有：

三相馈电线的等值电路为：(3-2)4.配电系统状态估计的方法配网通常缺少实时量测，需要补充虚拟量测数据才能够进行状态估计计算。因此有必要发展适合配电网的状态估计算法。目前，DSE一般都采用加权最小二乘法(WLS)4.2主要的几种方法4.2.1Baran将节点电压和相角作为状态变量，利用Jacobian矩阵做迭代,问题是如果P,Q测量值不足的情况下，对电流相角无法比较准确的估计，算法的收敛好坏就很难保证，并且该算法需要求Jacobian矩阵，计算量大4.2主要的几种方法4.2.2Baran和kelley提出了一种基于支路电流的状态估计算法。该方法以支路电流为状态变量，通过量测变换，将各种量测变换成等值的复电流量测，使法方程三相解耦，稍加改动，就可应用于弱环状的配电网。该算法忽略电压幅值量测，Gain矩阵较复杂，很大程度上限制了它在实时数据不足的配电系统中的应用4.2主要的几种方法4.2.3Lu，Teng和Liu提出了一种配电状态估计的实用算法。在直角坐标下，用节点电压的实部和虚步作为状态量。由上面两式，可得：

(4-1)(4-2)4.2主要的几种方法4.2.4小结还有不少方法是对上面介绍的几种方法的改进状态变量的选择和量测量的变换应该有利于获得恒定的Gain矩阵，减少计算量如果Gain矩阵可以三相解耦或者虚实部解耦，可以提高计算速度，很多改进都是在这方面下功夫5.工作目标和计划5.1需求分析需要一种实用、稳定、高效、易于编程实现的状态估计核心算法，针对配电系统特性，可以用于对大规模配电系统的状态估计需要实用化的软件，它应该包含上述的核心算法，同时具备跨平台，可视化操作的特点，适用于工程实际，程序需要利用中间件技术，采用统一接口，易于扩展，适应于各种数据库平台5.工作目标和计划5.2工作目标设计配电系统状态估计算法

很强的输入数据适应性算法的适应面广，效率高