电力系统调度及调度自动化 第3章_EMS（2）.pdf

3.1.5实时状态估计

电力系统稳态运行状态用母线电压的幅值和相角（V∠ϑ）来描述。

电网的拓扑结构确定之后，实时状态估计利用SCADA系统实时采集的遥测信

息，计算出系统中母线电压的幅值和相角。电网遥测信息主要包括线路和变压器

等支路的有功无功潮流，母线注入的有功无功，母线电压幅值等。遥测量的总数

通常大于状态变量的总数。遥测量可能会有量侧误差，甚至有幅值较大的不良数

据。另外，遥测量的分布可能不均匀，部分地方量测冗余度很高，部分地方也可

能没有遥测量。因此，需要用数学分析的方法进行数据处理，进行电网实时状态

估计，才能得到全网一致的潮流分布结果。

实时状态估计包括电网的实时可观测性分析、实时状态估计计算和不良数据

的检测和处理等内容。

3.1.5.1可观测性分析

尽管对于实际运行的电力网络，其网络的运行状态是确定的，但是，由于量

侧信息不全，可能部分电网的运行状态是计算不出来的，这部分电网不可观测。

电网可观测性分析就是在已知电网网络拓扑的情况下，根据量测量的类型和放置

的位置，确定连通网中哪些部分的运行状态（V∠ϑ）是可以计算出来的，这部

分网络叫做可观测岛。

通常利用拓扑有哪些信誉好的足球投注网站算法分两步进行电网可观测分析。第一步：从一个有电压

幅值量侧的母线开始，如果该母线连接的支路上有PQ潮流量测，则该支路对端

母线的电压可求；可将这两个母线分配在一个可观测岛上。根据这一原理，利用

支路PQ潮流量侧，通过拓扑有哪些信誉好的足球投注网站算法可以将电网划分为若干可观测岛。如果岛

中没有电压幅值量测，前述的可观测岛称为量测岛。第二步:由于母线注入功率

等于和该母线相连的所有支路潮流的和，所以，若该母线相连的所有支路中只有

一条支路无潮流量测，则可以用母线注入功率量测来代替。将这样代替得到的虚

拟支路潮流量测看作实际支路潮流量测，来扩大第一步中确定的可观测岛。具体

做法是从一个最大的可观测岛开始，逐次将量测岛合并到可观测岛上。

因为可观测岛内所有母线的电压已经可求，所以岛内注入量侧对扩大可观测

岛已经没有贡献，有贡献的只是可观测岛中边界节点上的注入量侧。可用边界节

点上的注入量侧扩大可观测岛，其准则如下：

若可观测岛中的一个边界母线上有注入量测，而且该母线只有一条无量

测的支路和另一个量测岛相连，这两个岛可以合并。

若可观测岛中的一个边界母线上有注入量测，而且该母线通过两条无量

测的支路分别和两个量测岛相连，若这两个量测岛中有电压幅值量测（是

可观测岛），则这3个岛可以合并（P，Q分解法状态估计除外）。

若可观测岛中有2个不同的边界母线，其上有注入量测，若与它们直接

相连的所有边界节点所在的量测岛的岛数仅为2，这3个岛可合并。

通过以上可观测性分析，可以确定当前量测能将电网分成几个可观测岛。状

态估计只能在可观测岛上进行，可以进行多岛状态估计。

3.1.5.2实时状态估计

实时状态估计利用实时遥测信息计算可观测岛电网的稳态运行状态

V∠ϑ

（）。

电网的稳态运行状态用n维状态矢量x表示。量测量可以写成状态变量x

的函数，称为量测方程：

Zhx+v式（13.3-1）

()

式中Z是m维量测矢量，包括支路潮流、节点注入潮流，节点电压幅值和相角

测量量；h(x)是m维非线性量测函数矢量，v是m维量测误差矢量。

建立加权最小二乘优化模型：

m

2

JxWZ=−hx式（13.3-2）

()∑i(ii())

i1

22

式中W1/σ