电力系统参数估计

论文摘要

随着电力系统自动化水平的提高,为了实现安全、经济的智能调度和分析,电力系统高级应用软件发挥着越来越重要的作用。电网参数的准确性和网络拓扑的正确性是电力系统高级应用软件应用的基础。在电力系统相关分析计算中,电网元件的模型和参数主要是根据铭牌数据计算求得,即使有实测参数,由于测试过程中的人为疏忽或测试原理上的不足,又或是在参数填写或者拷贝的过程中出现的错误,使部分测试参数可能存在较大误差。参数错误使计算结果往往与实际不符,严重影响到计算结果的可信度和分析决策的准确性。因此需要根据一定的参数估计算法并用软件的方法来得到比较接近参数真值的参数估计值。电力系统参数估计的方法主要有两类:一类方法是增广状态估计,将待估计参数直接作为状态量进行估计,包括法方程估计和卡尔曼滤波估计两种;另一类方法是量测残差灵敏度分析,该方法在常规状态估计结束后再利用量测残差进行参数估计。本文详细介绍了带等式约束的最小二乘法的增广状态估计方法,并使用C语言编程实现了最小二乘法的增广状态估计。随着电力网络节点数的增多,在计算中用于存储数据需要的内存会迅速增加,因此在编程中采用稀疏矩阵的数据结构来存储数据;增广状态估计是在状态估计的基础上进行的,本文简要介绍了状态估计的基本原理,详细介绍参数估计程序的编程过程和程序使用说明;最后用4节点例题和2002年晋中实例进行了实例计算。经过验证,改参数估计对于环状网络有比较理想的工作性能,但是对于辐射状支路则工作性能变坏。使用四节点例题进行验证时,在环状支路中有很好的参数估计能力,辐射状支路参数估计效果不好。在对晋中电网进行了参数估计时,辐射状支路基本上不能进行参数估计,环状支路中有不错的参数估计能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外应用和发展综述
• 1.3 论文的内容安排
• 第二章 算法基础
• 2.1 电网元件
• 2.1.1 线路支路元件
• 2.1.2 变压器支路元件
• 2.2 稀疏矩阵技术
• 2.3 数据结构
• 2.4 稀疏矩阵求解的程序实现
• 2.5 节点编号优化
• 第三章 状态估计
• 3.1 前言
• 3.2 基本概念
• 3.2.1 病态方程
• 3.2.2 权重值、虚拟量测量、伪量测量和冗余度
• 3.2.3 可观测性
• 3.3 加权最小二乘法状态估计基本原理
• 3.3.1 状态估计量测系统的数学描述
• 3.3.2 状态估计的量测方程
• 3.3.3 加权最小二乘法的基本原理
• 3.3.4 简单直流电路的状态估计举例
• 3.3.5 带约束的加权最小二乘法
• 第四章 增广状态估计
• 4.1 参数估计的基本原理
• 4.2 参数的可估计性
• 4.3 增广状态估计精度分析
• 4.3.1 增广状态估计之精度
• 4.3.2 量测估计值的估计精度
• 4.4 选择一条支路进行参数估计
• 4.5 参数估计中辐射状支路的说明
• 第五章 参数估计的编程和使用说明
• 5.1 参数估计程序的编程说明
• 5.2 参数估计程序的使用说明
• 5.3 四节点例题参数估计
• 5.3.1 四节点例题参数估计计算过程
• 5.3.2 四节点例题参数估计结果
• 第六章 工程实例分析
• 6.1 晋中例题实例分析
• 第七章 总结和展望
• 附录A 雅可比矩阵元素计算公式
• 附录B 四节点例题量测信息
• 附录C 晋中实例58和79节点量测
• 附录D 晋中地区系统图和等值电路图
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表