PMU測量單元對電力系統(tǒng)動態(tài)狀態(tài)估計影響研究.pdf

1、為提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性并提高能量管理系統(tǒng)(Energy Management System，EMS)電力系統(tǒng)的監(jiān)測和控制成為電力系統(tǒng)越來越重要的功能。狀態(tài)估計是EMS的基本功能之一，能為系統(tǒng)運行人員更好的估計出系統(tǒng)運行的狀態(tài)。動態(tài)狀態(tài)估計(Dynamic state estimation，DSE)作為一種狀態(tài)估計方法，可以通過電力系統(tǒng)上階段的狀態(tài)值預測出系統(tǒng)下個階段的狀態(tài)值（一步領先）。
　　隨著技術的發(fā)展，同步相量測量單元(Pha

2、sor Measurement Unit，PMU)成為電力系統(tǒng)控制中心中的EMS系統(tǒng)里實現(xiàn)系統(tǒng)實時監(jiān)測的主要測量元件。
　　本文重點分析了系統(tǒng)正常運行狀態(tài)、系統(tǒng)負荷突變以及系統(tǒng)壞數(shù)據(jù)監(jiān)測的等情況下PMU在動態(tài)狀態(tài)估計(DSE)以及魯棒動態(tài)狀態(tài)估計(Robust DynamicState Estimation，RDSE)中的作用及影響。
　　為增強PMU在DSE和RDSE中的應用，本文提出了一種將PMU測量的電力解耦為有功電流

3、和無功電流的電流解耦測量方法并將該方法應用到WLS狀態(tài)估計解耦公式中。本文使用IEEE標準30母線系統(tǒng)分析了PMU裝置位置的不同對狀態(tài)估計造成的影響。分析中，在IEEE標準30母線系統(tǒng)中安裝了2個PMU裝置，其中一個PMU安裝在參考母線上，并通過改變另一個PMU的安裝位置來分析PMU安裝位置對狀態(tài)估計造成的影響。本文以定義的安裝PMU的參考母線的電壓角度為基準，并以此基準計算其他母線的電壓角度。
　　在動態(tài)狀態(tài)估計研究中，使用了加

4、權最小二乘(WLS)估計方法進行了相關研究。在魯棒動態(tài)狀態(tài)估計中，使用M-估計二乘線性化(QL)方法和均方根估計方法進行了相關研究。并研究了使用迭代重新加權最小二乘估計法(IRSL)進行M-估計，增加M估計問題的解決方法。為了預測系統(tǒng)下一時刻的狀態(tài)，在DES模型中使用了一種霍爾特雙指數(shù)平滑方法來計算該模型中的參數(shù)。此外，在數(shù)據(jù)濾波中使用了擴展卡曼濾波方法以獲得系統(tǒng)的最優(yōu)估計效果。通過在系統(tǒng)母線中增加擾動來模擬系統(tǒng)的動態(tài)過程并假定系統(tǒng)功率

5、因數(shù)恒定。仿真測量誤差通過添加具有零平均值和標準誤差的正態(tài)分布誤差函數(shù)獲得。通過測量數(shù)據(jù)計算SCADA系統(tǒng)和PMU裝置的權重。
　　本文所提的方法分別在IEEE標準14母線測試系統(tǒng)和IEEE標準30母線測試系統(tǒng)中進行了算例分析。通過潮流計算程序獲得測量數(shù)據(jù)并通過Matlab程序對結果進行分析。
　　本文分析了PMU在動態(tài)狀態(tài)估計和魯棒動態(tài)狀態(tài)估計中的影響，消除了各種情況下被估計狀態(tài)的平均誤差并減小了被估計電壓幅值和相角的波動