一种将PMU支路电流量测引入非线性状态估计的方法

发布时间：2020-07-25 11:51

【摘要】：针对同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的电流量测难以直接引入到传统加权最小二乘状态估计的问题,提出一种在极坐标下引入PMU支路电流量测的快速分解状态估计方法。采用旋转量测变换法,利用PMU的电压相角量测信息,将电流量测转化成为旋转量测,减小了副对角元素,实现了状态量在极坐标下的解耦,从而解决了电流量测与SCADA量测的融合计算问题。同时采用了动态更新相角的方法,在每次迭代过程中更新量测旋转所用的相角值,减小了因相角量测中的不良数据带来的误差。最后通过IEEE39节点算例对旋转量测方法与直接分解法、量测变换法这3种方法进行了仿真对比。结果表明,旋转量测方法改善了状态估计的精确性,计算速度较快,能够为调度中心的决策提供精确的数据支持。
【图文】：

较项目不含电流量测引入支路电流量测方案1方案2方案3方案4迭代次数4595J(x)25.700740.559036.904734.3175次和11次才收敛)，原因除了引入的电流量测使迭代次数增加，还因为雅克比矩阵的简化不当，而出现收敛困难问题。方案1由于没有电流量测，量测数量最少，因此目标函数J(x)最校在引入了电流量测的状态估计方案中，方案4所得到的J(x)最小，说明量测变换法的在后3种方案中的估计效果最好。每个节点的估计值如图2、3所示。由图2可知，方案2、3和4所得到的电压幅值曲线几乎重合。这表明不同的引入电流方法对电图2IEEE39节点系统电压幅值估计结果Fig.2ThestateestimationresultofVforIEEE39-nodesystem05101520253035401284048节点真值；方案2；方案3；方案4。图3IEEE39节点系统电压相角估计结果Fig.3ThestateestimationresultofforIEEE39-nodesystem压幅值估计的改善效果并不显著。图3的电压相角估计结果中，4种方案所得曲线在某些节点大致相同，但在一些特殊的节点(如33、37节点)，方案2与方案3却与真值偏差很大。这说明电流变换法和直接分解法虽然可以引入电流量测，却可能导致某些节点的估计偏差增大。而旋转量测法得到的相角估计值与真实值偏差最小，具有优良的估计效果。量测变换法由于在开始计算时仅仅利用了电压相角信息，而在以后的迭代中均采用最新的相角状态量进行旋转变换，具有一定抗差能力。在本算例中，在进行3次迭代计算后，采用最新的电压相角估计值重新形成旋转电流量测。而且经多次仿真计算表明，该方法对电压相角量测的准确性不敏感，即电压相角量测的准确性对旋转量测法的估计准确性影响很校5结论随着技术的进步，未来的电网将配备更多的PMU装置。因此将PMU量测应用?

【参考文献】

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