网络拓扑、状态估计及负荷预测

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1、第六章EMS的高级应用软件（PAS）概述网络拓扑状态估计负荷预测调度员潮流有功功率和频率调整、AGC/EDC无功功率和电压调整、AVC安全分析和稳定控制、ASCPAS概述目标基本概念：在线和离线在线和实时数据来源：SCADA采集的实时量测数据人工输入的静态数据计划参数：未来时刻的“伪量测”第一节网络拓扑1.1网络拓扑的基本功能基本功能：根据开关的开合状态（遥信信息）和电网一次接线图来确定网络的拓扑关系，即节点－支路的连通关系，为其它高级应用做好准备。为什么要进行网络拓扑？作用：将网络物理模型转化为计算模型。物理模型：对网络的原始描述（节点模型）计算模型：面向网络计算方程的模型。

2、第一节网络拓扑1.1网络拓扑的基本功能其它功能：电网解列，网络拓扑可以给出各子系统的拓扑结构用于标识电网元件的带电状态，进行网络着色，直观表示其连通性。由开关变位事件驱动或召唤启动。地位：是其它高级应用软件的基础，为其他高级应用软件提供了基础的结构信息。1.2网络拓扑的基本术语网络元件：各种一次电气元件均为网络元件。节点：网络元件之间的连接点。逻辑支路：开关元件，开/合两种状态。零支路或无穷大支路。保留元件：计算模型中所有非逻辑支路。图6-1网络物理模型（节点模型）1.2网络拓扑的基本术语零阻抗支路：阻抗为0，用于隔离母线（保留在计算模型中）。母线：闭合逻辑支路联系在一起的节点

3、集合。活岛和死岛：含源电气岛，称为活岛。不含源电气岛为死岛。主母线：逻辑支路全部闭合时，所建立的母线编号。图6-1网络物理模型（节点模型）1.2网络拓扑的基本术语开关－节点关联表：标明每个开关两端节点的表节点－开关关联表：标明节点相连开关的表变压器－节点关联表：标明每台变压器各端节点的表。线路－节点关联表：标明线路两端节点的表。1.3网络拓扑分析基本算法1、基本步骤网络拓扑分析就是在厂站母线分析的基础上，将所得的母线划分为不同电气岛的过程。（1）厂站母线分析将厂站内的节点按电压等级和闭合开关划分为若干个母线的过程。（合并与分隔：所有的逻辑支路和节点都将归并入不同的母线）（2）系

4、统网络分析在厂站母线的基础上，按照联接支路（支路-节点关联表）划分为若干个电气岛的过程。（网络级的合并与分隔）正常情况下，电力系统都处于未解列状态，属于同一个电气岛，网络拓扑分析完成的实际上是开环位置的判断。1.3网络拓扑分析基本算法2、基本算法核心：采用堆栈原理，后进先出的搜索逻辑。所有节点置为未搜索标志从某一节点出发，将其置于堆栈第一层进栈：扫描未搜索闭合开关（节点开关关联表）及其对端节点（开关节点关联表）进下层堆栈。退栈：无未搜索闭合开关或其对端未搜索节点，退一层堆栈。退至第一层完成一个母线搜索。分析A站的进出栈层次！！！1.3网络拓扑分析基本算法3、系统网络分析核心：类

5、似厂站分析，将节点换成母线，开关换成元件。4、工程应用要求：高速、可靠。第二节电力系统状态估计网络拓扑分析是高级应用软件的结构基础，状态估计则是高级应用软件的数据基础。1.1状态估计的必要性数据不齐全：投资的限制，不可能在所有厂站中都设置RTU。数据不精确：数据采集和传输的各个环节都可能产生误差，而误差会逐步积累。数据受干扰：干扰不可避免，有可能造成数据的错误。数据不和谐：数据相互之间不符合建立数学模型所依据的基尔霍夫定律。“填平补齐”，“去粗存精”，“去伪存真”－－状态估计状态估计定义对电力系统的某一时间断面采集的遥测量和遥信量信息进行实时处理，通过一定的算法排除错误数据，提

6、高数据的精确度，补充缺少的数据，从而得到表征电力系统运行状态的完整而准确的信息。状态估计是EMS的基本功能，是其他高级应用的基础第二节电力系统状态估计1.2状态估计的功能对生数据（SCADA实时断面数据）进行计算，以得到最接近于系统真实状态的最佳估计值。（获得可靠的已知数据）对生数据中的不良数据进行检测和辨识。（搜索错误的坏数据）推算齐全而精确的电力系统运行参数。（估算可靠的未知或难于测量数据）纠正可能的开关状态错误（网络接线辨识）。估计某些可疑或未知的设备参数（参数估计）。确定合理的测点数量和合理的测点分布。预测未来的趋势。“生数据”－－－“可靠数据库”1.2状态估计的基本

7、原理（1）测量冗余度例如：对直流电路中：U、I、P、R任意知道两个量可以判断出两外两个量。当若已知量有错，无法判断。若已知3个量或4个量，可以判断是否有错，采用一定的算法，可以知道哪个量出错。这就是状态估计中的检错。通常冗余度的要求：冗余度=独立测量数/状态变量数=（1.5－3.0）（2）状态估计的术语状态变量：表征电力系统特征所需最小数目的变量。对于电力系统，一般取节点电压幅值和相角。测量量：电力系统中，一般是母线注入功率、支路功率和母线电压幅值。状态估计涉及三类数据：真值：参数的真实值测