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东莞电网实时运行方式生成的研究 　　摘 要 针对东莞电网对运行方式多方位和多功能的需求，介绍了东莞电网实时运行方式生成系统的设计思路。即启用东莞电网必威体育精装版的数据模板，通过实时数据接口提取实时数据，并进行数据预处理。通过状态估计检测和识别坏数据，最终求得给定时间断面东莞电网实时运行方式，并给出分析报告，为东莞电网安排高效合理的运行方式提供一定的指导。 　　【关键词】运行方式 生成 实时数据 状态估计 　　作为广东省工业重镇的东莞，其电网运行方式安排所需数据主要取自EMS实时数据库和历史数据库，电网离线计算则采用BPA以及PSAS。数据库建模和电网负荷水平的录入工作量巨大，使电网分析工作举步维艰。因此，在运方现有的工作环境下，集成离线计算和在线应用，研发一个新系统，使相关工作人员无需录入大量数据便能快速提取目标运行方式，检验处电网运行的安全性和经济性，给出分析报告，并能满足对运行方式多方位和多功能的工作需求，意义重大。 　　1 状态估计算法与稀疏矩阵 　　实时运行方式生成启用东莞电网必威体育精装版的数据模板，通过实时数据接口提取实时数据，并进行数据预处理。通过状态估计检测和识别坏数据，最终求得给定时间断面东莞电网实时运行方式。实时运行方式生成模块可以人工随机启动，也可以自动定时启动。 　　状态估计是实时运行方式生成模块的核心。状态估计利用实时量测，检测和识别坏数据，推算母线电压，最终建立电网实时运行方式。目前，广泛使用加权最小二乘法作为状态估计器。 　　式中Z为m维量测向量，X为n维母线电压向量，ν为量测残差，h为量测和电压的观测关联量。 　　由加权最小二乘估计准则可得，目标函数为： 　　求导，得出目标函数的极小值后获得最后估计解，即有： 　　式中H=为m×n阶雅可比矩阵，而R=E[vvT]为量测残差期望值，是量测量权重的倒数。 　　将式（3）改写成便于迭代计算的形式： 　　要使式（4）有解，则必须使m≥n，且矩阵H的秩不小于n。 　　阶雅可比矩阵H反映量测量与电压量的观测关联，依据电力网络的特点，阶雅可比矩阵H是稀疏矩阵。例如一个线路的PQ量测仅与线路两侧的母线电压量关联： 　　式中P、Q为线路量测量，i、j是线路两侧的母线编号，Zij为线路阻抗。一个线路量测在雅可比矩阵一行向量中，仅两个非零元素，其余n-2个均为零元素。母线量测也类似，一个母线PQ量测仅与本母线以及与本母线有支路相连的母线电压关联，其表达公式可以类推。总之，状态估计软件设计必须充分利用矩阵的稀疏性，以节省存储空间，加快运算速度。 　　虽然已经拿到SCADA实时数据，并可以通过实时数据了解电网运行工况，但仍有必要开展运算状态估计的有关工作。首先，SCADA实时量测是有误差的，反映在母线功率的不完全平衡；其次，SCADA实时量测是不完整的，有的元件未配置实时量测；第三，SCADA实时量测有时可能包含坏数据，包括坏的遥测值和错误的遥信值，使运行人员产生误判。正是基于SCADA数据的不完整性和不成熟性，使状态估计的工作成为必须。 　　2 实时数据的提取和系统的可观测性分析 　　运算状态估计前的必经一步是从实时数据接口提取实时数据，在这之后需用提取的数据检验系统的可观测性。系统可观测性的判断可以有多种方法，方法之一是采用拓朴算法，其原理是： 　　（1）先将全电网的各个母线设置为孤立态，逐个扫描量测量，凡线路量测将该量测两侧的母线设置为同环。 　　（2）凡节点量测，增加一个与该节点相邻而非同环的母线设置为同环。量测扫描结束后判断电网是否为全部母线同环，是则表示系统可观测，反之则不可观测。 　　3 外部等值网络的可观测性 　　外部等值网络的可观测性影响包含外网等值的东莞电网的可观测性。按照目前上下级调度自动化系统的连接模式，地区电网EMS/SCADA尚无法得到外部网络的实时数据，仅能通过与外网厂站相连的输电线路自己一侧的PQ量测来观测外部网络，进而推算外部网络的等值发电或等值负荷。在不能利用这些连接外部网络输电线路自己一侧PQ量测完全观测外部网络，又无法获取外部网络实时数据的情况下，外部网络成为不可观测，此时软件设计应该提供空间，允许使用伪量测来确保状态估计有解。 　　外部网络使用伪量测的最简易方法是使用上一时段的推算值作为量测值。由于电网负荷变化的渐进的特点，使用上一时段的推算值作为本时段的伪量测大多数情况是可行的。然而，连续使用伪量测来确保外部网络的可观测性，可能会令伪量测逐渐远离真值，这是应该避免的。需要指出的是，外部网络使用伪量测不影响220kV地区分片电网的潮流，只会影响涉及伪量测的地区分片电网电磁解合环分析的精度，也即外部等值网络使用伪量测的影响面是有限的。 　　4 实时量测的预检验 　　确定系统满足可观测性之后，进而