基于提高系统可观测性和状态估计精度的PMU配置.pdf

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1、第38卷第1期华北电力大学学报Vol

2、38．No．12011年1月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJan．，2011基于提高系统可观测性和状态估计精度的PMU配置李虹，李卫国(华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室，北京102206)摘要：WAMS和SCADA系统共存，是当前电力系统发展的必然趋势。因此PMU布点问题成为当前必须面对和解决的问题之一。从利用PMU量测提高状态估计精度和状态方程数值稳定性两方面出发，同时兼顾系统的可观测性，提出一种新的PMU配置方法。在传统

3、SCADA量测系统的基础上，部分安装PMU量测形成混合非线性量测模型，分析比较PMU配置过程中状态估计数值稳定性变化、PMU配置前后的状态估计误差方差以及各母线的估计误差方差，仿真结果表明所提方法正确有效。关键词：电力系统；数据采集与监控系统；PMU配置；非线性；加权最小二乘中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1007—2691(2011)01—0031—04AnewmethodofPMUplacementforimprovingnetworkobservabilityandstateestimationprecisionLIH

4、ong，LIWei—guo(KeyLaboratoryofPowerSystemProtectionandDynamicSecurityMonitoringandControlUnderMinistryofEducation，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：Currently，thehybridWAMS／SCADAmeasurementisthetrendofpowersystem．AndPMUplacementcon—sequentlybec

5、omesanemergency．Therefore，anewmethodforselectionofsuitablePMUplacementisproposedinthispaper．BasedontraditionalSCADAmeasurementsystem．ahyb^dnon—linearmeasurementmodelisbuiltbyinstallingPMUpartially．InPMUplacement，thevariationofnumericalstabilityofthestateequations，errorva

6、rianceofthestateestimationanderrorvarianceofeachbusareanalyzed．Thesimulationresultsshowthatthenewmethodperfectlyim—provesthesystemobservability，stateestimationprecisionandnumericalstabilityofthestateequations．Keywords：powersystem；supervisorycontrolanddataacquisition(SCAD

7、A)；PMUplacement；nonlinearities；weightedleastsquare有的经济技术水平的限制，在相当长时间内只能0引言是SCADA和WAMS两种系统并存j。目前，电网中PMU的测点较少，而量测配置情况又会影响相量测量单元(PMU)是为电力系统提供实系统的可观测性、状态估计精度和数值稳定性，时电压和电流相量的同步测量装置。它利用全球因此，研究PMU的配置问题具有一定的现实意定位系统(GPS)提供的时间信号，对同一时刻义。的电压、电流波形进行采样来实现同步的¨。这当前各种PMU测点配置方法是基于PMU量一技术的

8、广泛应用，例如PMU用于电力系统状态测的不同应用来寻求PMU测点的最小配置和最优估计、潮流计算、电压稳定分析、暂态稳定控制配置，大致可分为两类：一类是以网络可观测性、等，使电力系统的监测、控制和保护的使用标准PMU测点数最小或量测冗余度最大为目标，利用提高到一个新的水平。从理论上讲，WAMS完全遗传算法、模拟退火算法j、禁忌搜索算法j可以替代现有的SCADA系统，但是由于资金和现和粒子群优化算法等现代优化方法，求解PMU测点最小配置问题。第二类是从PMU量测特定应收稿Et期：2010一O8一l5用目的出发，研究PMUi贝『JJ的最优配置

9、，以获取32华北电力大学学报最好的应用效果，例如提高状态估计精度¨]、考虑系统同调性j、考虑潮流方程可解[9]、安全日=【】日=[：】日。=[】日，=【：】分析l引、高风险连锁故障¨等PMU测点配置方上式中