基于相量测量的电力系统状态估计研究

随着国民经济的飞速发展，电力系统的规模、结构及其运行方式也闩趋复杂。为了保证电力系统的安全性和经济性，状态估计是能量管理系统(EMS)中不可或缺的组成部分。与此同时，进入90年代以来，基于全球定位系统(GPS)的相量测量单元(PMU)的研究已有许多进展并开始应用。因此，本文提出了新的基于相量测量单元的状态估计模型和相应PMU的配置算法，其主要内容如下： 1．首先简要介绍了全球定位系统(GPS)，然后对基于GPS同步时钟的相量测量原理进行了分析，最后重点讨论了相量测量单元(PMU)在电力系统中的应用前景。 2．在现有基于PMU的状态估计模型的基础上，提出了新的基于PMU的状态估计模型。该模型在等效电流量测变换状态估计模型的基础上引入旋转变换，不需对电压的相角和幅值及有功和无功的量测权重做出任何假设，即可实现法方程的实、虚部严格解耦。同时，该模型可以充分利用PMU量测信息，其中包括支路电流相量量测，以提高量测冗余度。因此该方法所需的存储量较小、计算速度快和计算精度较高。基于此模型，本文还进一步分析了引入PMU后对状态估计精度的影响，从而提出了基于粒子群优化算法(PSO)的PMU配置。经算例验证，该文的模型和算法是有效的，具有实际应用价值。 3．最后本文提出了基于PMU的电力系统三相状态估计模型。该模型受电力系统三相潮流计算的启发，通过引入解耦—补偿电流模型解决了三相耦合，从而在第四章的基础上实现了基于PMU的三相状态估计。仿真算例表明了模型的有效性。