一種基于等效電壓量測變換的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法

一種基于等效電壓量測變換的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法基于等效電壓量測變換的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法摘要：為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)。電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)是電力系統(tǒng)自動化的重要組成部分，它利用實(shí)時測量值和系統(tǒng)模型對電力系統(tǒng)的參數(shù)以及變量進(jìn)行估計(jì)。本文提出一種基于等效電壓量測變換的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法。通過對節(jié)點(diǎn)等效電壓的變換，將電力系統(tǒng)中的無功功率和功率因數(shù)等參數(shù)與節(jié)點(diǎn)電壓聯(lián)系起來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)狀態(tài)的估計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有較高的準(zhǔn)確性和魯棒性。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；狀態(tài)估計(jì)；等效電壓量測變換；無功功率；功率因數(shù)1.引言電力系統(tǒng)是一個復(fù)雜的能源系統(tǒng)，其中包括發(fā)電、輸電和配電等環(huán)節(jié)。為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全供電，需要及時準(zhǔn)確地對系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)。電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)在調(diào)度、保護(hù)和自動化控制等領(lǐng)域起著重要作用。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法主要基于功率流算法和拓?fù)淠嫦蚍ǎ@些方法在計(jì)算復(fù)雜度和穩(wěn)定性等方面存在一定的問題。因此，基于等效電壓量測變換的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法成為了一個研究熱點(diǎn)。2.相關(guān)工作目前，已經(jīng)有一些研究工作關(guān)注于基于等效電壓量測變換的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法。這些方法通過對電力系統(tǒng)中的無功功率和功率因數(shù)等參數(shù)與節(jié)點(diǎn)電壓的關(guān)系進(jìn)行建模，從而實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)狀態(tài)的估計(jì)。然而，這些方法在計(jì)算復(fù)雜度和準(zhǔn)確性等方面還有待提高。3.系統(tǒng)模型首先，我們建立了電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓模型。電力系統(tǒng)可以看作是一個多端口網(wǎng)絡(luò)，其中每個節(jié)點(diǎn)有一個電壓。假設(shè)電力系統(tǒng)有n個節(jié)點(diǎn)，則其節(jié)點(diǎn)電壓可以表示為一個n維向量V=[V1,V2,...,Vn]，其中Vi表示第i個節(jié)點(diǎn)的電壓。我們可以通過等效電壓量測變換，將電力系統(tǒng)的無功功率和功率因數(shù)與節(jié)點(diǎn)電壓聯(lián)系起來。然后，我們將節(jié)點(diǎn)電壓模型與等效電壓量測變換相結(jié)合，得到電力系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)模型。假設(shè)電力系統(tǒng)中有m個傳感器測量了節(jié)點(diǎn)電壓，我們可以將傳感器測量值表示為一個m維向量z=[z1,z2,...,zm]，其中zi表示第i個傳感器測量的節(jié)點(diǎn)電壓值。通過等效電壓量測變換，我們可以得到測量值與節(jié)點(diǎn)電壓之間的關(guān)系。最后，我們利用狀態(tài)估計(jì)模型對電力系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。通過最小二乘法，我們可以獲得電力系統(tǒng)的最優(yōu)估計(jì)值，從而實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)狀態(tài)的估計(jì)。4.仿真實(shí)驗(yàn)為了驗(yàn)證提出的方法的有效性，我們進(jìn)行了一系列的仿真實(shí)驗(yàn)。首先，我們使用MATLAB/Simulink搭建了一個簡化的電力系統(tǒng)模型。然后，我們將系統(tǒng)模型與狀態(tài)估計(jì)模型相結(jié)合，得到電力系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的方法能夠準(zhǔn)確地估計(jì)電力系統(tǒng)的狀態(tài)。與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法相比，該方法具有更高的準(zhǔn)確性和魯棒性。同時，該方法還具有較低的計(jì)算復(fù)雜度，可以滿足實(shí)時性要求。5.結(jié)論本文提出了一種基于等效電壓量測變換的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法。通過對節(jié)點(diǎn)等效電壓的變換，將電力系統(tǒng)中的無功功率和功率因數(shù)等參數(shù)與節(jié)點(diǎn)電壓聯(lián)系起來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)狀態(tài)的估計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有較高的準(zhǔn)確性和魯棒性。未來的研究可以進(jìn)一步探索該方法在實(shí)際電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，并與其他狀態(tài)估計(jì)方法進(jìn)行比較分析，以進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。參考文獻(xiàn)：[1]Bai,G.,Barooah,P.,&Chen,L.(2014).Powersystemstateestimationbasedonvoltagemeasurements.IEEETransactionsonSmartGrid,5(4),1980-1990.[2]Ding,Y.,Huang,S.,Liu,Y.,&Hong,J.(2018).AnObservabilityAnalysisSystemforDistributionSystemStateEstimationBasedonTopologicalRelationship.IEEETransactionsonSmartGrid,9(5),4242-4251.[3]Wang,W.,Zhu,C.,Wang,J.,Zhang,N.,&Yan,H.(2019).DistributionSystemStateEstimationIncorporatingDistributedGenerationsand