基于改进最小二乘法的电力系统状态估计

电力系统分析基础知识点总结(第四版)分析

填空题 1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定电压的（数值）的差。 3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路 电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间 应为（0.01 ）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。 5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。 6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。 7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。 10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参数）。 11、某变压器铭牌上标么电压为220 ± 2*2.5%，他共有（5 ）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（ 214.5KV）（ 209KV）（225.5KV ）（231KV ）。 二：思考题 电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2）答：电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。 电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。 动力系统：电力系统和动力部分的总和。 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5） 答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。 但难以表示各主要电机电器间的联系。 电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。 电力系统运行的特点和要求是什么？（p5） 答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。（2）电能不能大量储存。⑶生产、输送、消费电能各环节所组成 的统一整体不可分割。（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。（5）对电能质量的要求颇为严格。 要求：（1 ）保证可靠的持续供电。（2 ）保证良好的电能质量。（3）保证系统运行的经济性。 电网互联的优缺点是什么？（p7） 答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。 我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？（p8-9）答：额定电压等级有（kv）：3、6、10、35、110、220、330、500 平均额定电压有（kv） : 3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525 系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。变压器接电源侧为额定电压，接负荷侧比额定电 压高10%，变压器如果直接接负荷，则这一侧比额定电压高5%。 电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？（p8） 答：三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为S、3UI。当功率一定时电压越高电流越小，导线的载 流面积越小，投资越小；但电压越高对绝缘要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘设备投资越大。综合考虑，对应一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线路电压。但从设备制造角度考虑，又不应任意确定线路电压。考虑到现有的实际情况和进一步发展，我国国家标准规定了标准电压等级。 导线型号LGJ-300/40中各字母和数字代表什么？（ p27） 2 答：L表示铝，G表示钢，J表示多股导线绞合。300表示铝线额定截面积为300 mm , 2

高等电力系统分析第二章

1. 什么是电力系统状态估计和可观察性。 电力系统状态估计：对给定的系统结构及量测配置，在量测量有误差的情况下，通过计算得到可靠地并且位数最少的状态变量值----各母线上的电压相角与模值及各元件上的潮流。 当收集到的量测量通过量测方程能够覆盖所有母线的电压幅值和相角时，则通过状态估计可以得到这些值，称该系统是可观测的，每一时刻的测量量维数至少应该与状态量的维数相等。 2. 电力系统状态估计的作用。 提高数据精度，去除不良数据 计算出难以测量的电气量，相当于补充了量测量。 状态估计为建立一个高质量的数据库提供数据信息，以便于进一步实现在线潮流、安全分析及经济调度等功能。 3. 运行状态估计必须具备什么基本条件？ 实现状态估计需要的条件： 1.量测冗余度：量测冗余度是指量测量个数m 与待估计的状态量个数n 之间的比值m/n 。系统冗余度越高，对状态估计采用一定的估计方法排除不良数据以及消除误差影响就越好。冗余量测的存在是状态估计可以实现提高数据精度的基础。 2. 分析系统可观性：当收集到的量测量通过量测方程能够覆盖所有母线的电压幅值和相角时，则通过状态估计可以得到这些值，称该系统是可观测的。 4. 状态估计与常规潮流计算的区别和联系？ 潮流计算方程式的数目等于未知数的数目。而状态估计的测量向量的维数一般大于未知状态向量的维数，即方程数的个数多于未知数的个数。其中，测量向量可以是节点电压、节点注入功率、线路潮流等测量量的任意组合。 两者求解的数学方法也不同。潮流计算一般用牛顿-拉夫逊法求解 个非线性方程组。而状态估计则是根据一定的估计准则，按估计理论的方法求解方程组 状态估计中的“估计”不意味着不准确，相反，对于实际运行的系统来说，不能认为潮流计算是绝对准确的，而状态估计的值显然更准确。 状态估计可认为是一种广义潮流，而常规潮流计算是一种狭义潮流，及状态估计中m=n 的特例。 5. 数学期望，测量误差，状态估计误差和残差的概念？ 数学期望：统计数据的平均值。 状态估计误差：状态量的估计值与真值之间的误差。 6. 电力系统的配置。 ? 状态估计的误差为，可得?-x x []1?()()()T --=-∑-x x x H x R z h x ?测量误差：v = z -h (x ) ? 残差：量测量与量测估计值之差。?-z z

电力系统基本概述

电力系统基本概述 一、电力系统与电网 发电厂将一次能源转变成电能，这些电能需要通过一定方式输送给电力用户，在由发电厂向用户供电过程中，为了提高其可靠性和经济性，广泛通过升、降压变电站，输电线路将多个发电厂用电力网连接起来并联工作，向用户供电。这种由发电厂、升压和降压变电站、送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，称为电力系统。发电机的原动机、原动机的力能部分、供热和用热设备，则称为动力系统。在电力系统中，由升压和降压变电站和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分称为电网。 二、电力生产的特点 电能的生产与其它工业生产有着显然不同的特点。 1．电能不能大量储藏 电力系统中发电厂负荷的多少，决定于用户的需要，电能的生产和消费时时刻刻都是保 持平衡的。电能的生产、分配和消费过程的同时性，使电力

系统的各个环节形成了一个紧密 的有机联系的整体，其中任一台发、供、用电设备发生故障，都将影响电能的生产和供应。 2．电力系统的电磁变化过程非常迅速 电力系统中，电磁波的变化过程只有千分之几秒，甚至百万分之几秒；而短路过程、发 电机运行稳定性的丧失则在十分之几秒或几秒内即可形成。为了防止某些短暂的过渡过程对 系统运行和电气设备造成危害，要求能进行非常迅速和灵敏的调整及切换操作，这些调整和 切换，靠手动操作不能获得满意的效果，甚至是不可能的，因此必须采用各种自动装置。 3．电力工业和国民经济各部门之间有着极其密切的关系 电能供应不足或中断，将直接影响国民经济各个部门的生产，也将影响人们的正常生活， 因此要求电力工业必须保证安全生产和成为国民经济中的

先行工业，必须有足够的负荷后备 容量，以满足日益增长的负荷需要。 三、电力系统的运行要求 为了保证为用户提供电能，电力系统的运行必须满足下列基本要求。 1．保证对用户供电的可靠性 在任何情况下都应该尽可能的保证电力系统运行的可靠性。系统运行可靠性的破坏，将 引起系统设备损坏或供电中断，以致造成国民经济各部门生产停顿和人民生活秩序的破坏,甚至发生设备和人身事故。 电力用户，对供电可靠性的要求并不一样，即使一个企业中各个部门或车间，对供电持 续性的要求也有所差别。根据对供电持续性的要求，可把用户分为三级。

电力系统概述

第一章电力系统概述 第一节本厂在系统中的地位和作用 一、华中电网现状 2002年底华中地区装机容量为52142MW。其中水电装机17985MW，火电装机34157MW。分别占全部装机的34.5%、65.5%。统调装机容量39140MW，其中水电12294MW，火电26845MW。 2002年华中地区发电量221.9TW·h。其中水电发电量64.2TW·h，火电发电量157.7TW·h，分别占全部发电量的28.9%、71.1%。统调发电量168.1TW h，其中水电发电量45.3TW h，火电发电量122.8TW·h。 2002年华中地区全社会用电量为220.3TW·h。统调用电最高负荷30790MW，比上年增长14.72%。 二、湖南省电力系统现状 1．电源现状 2002年底湖南省装机容量为11110.86MW。其中水电装机6135.28MW，火电装机4975.58MW。分别占全省装机的55.2%、44.8%。2002年统调装机容量为7424.65MW，其中水电装机3419.65MW、火电装机4005MW。 2002年湖南省发电量45.387TW·h。其中水电发电量25.329TW·h、火电发电量20.05785TW·h，分别占全省发电量的55.8%、44.2%。 湖南省电网电源主要分布在湖南西部，全省最大火力发电厂为华能岳阳电厂（725MW）。最大水电站为五强溪水电站（1200MW）。 2．网络现状 湖南省电力系统是华中电力系统的重要组成部分，处于华中系统的南部，目前全网分为14个供电区。 湖南电网经两条联络线即葛洲坝～岗市500kV线路及汪庄余～峡山220kV线路与华中电网联系，贵州凯里电厂通过凯里～玉屏～阳塘220kV线路向湖南送电。目前省内已建成五强溪～岗市～复兴～沙坪～云田～民丰～五强溪500kV环网，并且岗市与云田间另有一回500kV线路直接相联。 2002年底湖南省共有500kV变电所5座，变电容量4,250MV A（云田（株洲）2,750MV A，民丰（娄底）1,750MV A，岗市（常德）1,500MV A，复兴（益阳）1,750MV A，沙坪（长沙）1,750MV A）220kV公用变电所54座，变电容量10,590MV A，拥有500kV线路8条894.3km ，220kV线路136条6666km。 2002年底湖南电网共装有无功补偿设备7630.7Mvar，其中电容器6180.2Mvar，并联电抗器1280.1Mvar，调相机50.4Mvar，其他165Mvar。 3．供用电现状

电力系统状态估计

状态估计的定义（课后题） 状态估计的作用和步骤（课后题） 状态估计与潮流计算的联系和区别（课后题） 各种状态估计模型和算法的特点（课后题） 相关的概念和定义（课后题） 电力系统状态估计的主要内容是什么？有哪些变量需要状态估计？（06B） 通常称能够表征电力系统特征所需最小数目的变量为电力系统的状态变量。电力系统的状态估计就是要求能在测量量有误差的情况下，通过计算以得到可靠的并且为数最小的状态变量值。 电力系统的测量量一般包括支路功率、节点注入功率、节点电压模值等；状态变量是各节点的电压模值和相角。 什么是状态估计？ 环境噪声使理想的运动方程无法精确求解。测量系统的随机误差，使测量向量不能直接通过理想的测量方程求出状态真值。通过统计学的方法加以处理以求出对状态向量的估计值。这种方法，称为状态估计。按运动方程与以某一时刻的测量数据作为初值进行下一时刻状态量的估计，叫做动态估计，仅仅根据某时刻测量数据，确定该时刻的状态量的估计，叫做静态估计。 电力系统状态估计的必要性？ 1)电力系统需要随时监视系统的运行状态； 2)需要提供调度员所关心的所有数据； 3)测量所有关心的量是不经济的，也是不可能的，需要利用一些测量量来推算其它电 气量； 4)由于误差的存在，直接测量的量不甚可靠，甚至有坏数据； 状态估计的作用和流程？（下图左） 1)降低量测系统投资，少装测点； 2)计算出未测量的电气量； 3)利用量测系统的冗余信息，提高量测数据的精度（独立测量量的数目与状态量数目 之比，成为冗余度）。 状态估计与潮流计算的关系？（上图右） 1)潮流计算是状态估计的一个特例； 2)状态估计用于处理实时数据，或者有冗余的矛盾方程的场合； 3)潮流计算用于无冗余矛盾方程的场合； 4)两者的求解算法不同； 5)在线应用中，潮流计算在状态估计的基础上进行，也就是说，由状态估计提供经过 加工处理过的熟数据，作为潮流计算的原始数据。

电力系统分析习题答案概述

八、某简单系统如图若在K 点发生三相短路，求使得系统保持暂态稳定的极限切除角。 九、某电厂有两台机容量均为50MW ，耗量特性分别22 111222F 0.01P 1.2P 10F 0.02P P 12＝＋＋，＝＋＋，最小技术负荷为其容量的25%，求电厂按图示负荷曲线运行时如何运行最经济？

十、有一台降压变压器如图所示，其归算至高压侧的参数为4.93＋j63.525Ω，已知变压器母线在任何方式下均维持电压为107.5KV，其低压侧母线要求顺调压，若采用静电电容器作为补偿设备，试选择变压器分接头和无功补偿设备容量。 解

一、10kV 。求始端电压。 解： 21130.48kV 10.4 PR QX U U +?+??=== 1210.40.4810.40.4810.88kV U U U =+?=+=+= 二、试求如图所示的等效电路的节点导纳矩阵，图中给出了各支路阻抗和对地导纳的标幺值。 若3、4节点间的支路用图2所示的支路代替，再求该网络的节点导纳矩阵。 解

三、某电力系统如图所示，f处发生不对称接地故障，试画出正序、负序和零序等值电路（各元件的序参数用相应的符号表示，如用X L1表示线路正序电抗）。 解 四、已知系统如图所示。k点发生不对称接地短路，试画出图示系统的正序、负序、零序网络。

解 五、系统如图所示。d点发生三相短路，变压器T2空载。求：（1）求用标幺值表示的等值网络；（2）短路处起始次暂态电流和短路容量；（3）计算短路冲击电流；（4）若电源容量为无限大，试计算短路冲击电流。 解： （1）用标幺值表示的等值网络（取100MVA B S=，用平均额定电压进行计算），把以自身容量为基准的标么值化为以全网络统一容量基准的标么值 (3) d 100 0.220.733 30 d X''=?=

电力系统状态估计概述

电力系统状态估计研究综述 摘要：电力系统状态估计是当代电力系统能量管理系统(EMS)的重要组成部分。本文介绍了电力系统状态估计的概念、数学模型，阐述了状态估计的必要性及其作用，系统介绍了状态估计的研究现状，最后对状态估计的研究方向进行了展望。关键词：电力系统；状态估计；能量管理系统 0 引言 状态估计是当代电力系统能量管理系统(EMS)的重要组成部分, 尤其在电力市场环境中发挥更重要的作用。它是将可用的冗余信息(直接量测值及其他信息)转变为电力系统当前状态估计值的实时计算机程序和算法。准确的状态估计结果是进行后续工作(如安全分析、调度员潮流和最优潮流等)必不可少的基础。随着电力市场的发展，状态估计的作用更显重要[1]。 状态估计的理论研究促进了工程应用，而状态估计软件的工程应用也推动了状态估计理论的研究和发展。迄今为止，这两方面都取得了大量成果。然而，状态估计领域仍有不少问题未得到妥善解决，随着电力系统规模的不断扩大，电力工业管理体制向市场化迈进，对状态估计有了新要求，各种新技术和新理论不断涌现，为解决状态估计的某些问题提供了可能。本文就电力系统状态估计的研究现状和进一步的研究方向进行了综合阐述。 1 电力系统状态估计的概念 1.1电力系统状态估计的基本定义 状态估计也被称为滤波，它是利用实时量测系统的冗余度来提高数据精度，自动排除随机干扰所引起的错误信息，估计或预报系统的运行状态(或轨迹)。状态估计作为近代计算机实时数据处理的手段，首先应用于宇宙飞船、卫星、导弹、潜艇和飞机的追踪、导航和控制中。它主要使用了六十年代初期由卡尔曼、布西等人提出的一种递推式数字滤波方法，该方法既节约内存，又大大降低了每次估计的计算量[2,4]。 电力系统状态估计的研究也是由卡尔曼滤波开始。但根据电力系统的特点，即状态估计主要处理对象是某一时间断面上的高维空间(网络)问题，而且对量测误差的统计知识又不够清楚，因此便于采用基于统计学的估计方法如最小方差估计、极大验后估计、极大似然估计等方法，目前很多电力系统实际采用的状态估计算法是最小二乘法。 1.2电力系统状态估计的数学模型 状态估计的数学模型是基于反映网络结构、线路参数、状态变量和实时量测之间相互关系的量测方程： z+ =) ( h v x 其中z是量测量；x是状态变量，一般是节点电压幅值和相位角；v是量测误差；z和v都是随机变量。 状态估计器的估计准则是指求解状态变量x的原则, 电力系统状态估计器采用的估计准则大多是极大似然估计, 即求解的状态变量x*使量测值z被观测到的可能性最大, 用数学语言描述, 即： z f x f= z (x , )] , ( *) max[ 其中f(z)是z的概率分布密度函数[3]。

电力系统概论复习1

1.电力系统运行的特点：电能不能大量储存、过渡过程非常迅速、与国民经济各部门密切相关；基本要求：保证可靠地持续 供电、保证良好的电能质量、努力提高电力系统运行的经济性。 2.按供电可靠性的要求将负荷分为三级： 一级负荷：属于重要负荷，如果对该负荷中断供电，将会造成 人身事故、设备损坏、产生大量废品，或长期不能恢复生产秩序，给国民经济带来巨大损失。 二级负荷：如果对该负荷中断供电，将会造成大量减产、工人 窝工、机械停止运转、城市公用事业和人民生活受到影响。 三级负荷：指不属于第一、二级负荷的其他负荷，短暂停电不 会带来严重后果，如工厂的不连续生产车间或辅助车间、小城镇、农村用电等。 3.电力系统的接线方式和特点：无备用接线的特点是简单、经济、运行方便，但供电可靠性差、电能质量差；有备用接线的 优点是供电可靠、电能质量高，缺点是运行操作和继电保护复杂，经济性较差。 4.中性点接地方式：一般电压在35及其以下的中性点不接地或 经消弧线圈接地，称小电流接地方式；电压在110及其以上的 中性点直接接地，称大电流接地方式。 5.为了减小电晕损耗或线路电抗，电压在220以上的输电线还 常常采用分裂导线。 6.在精度要求较高的场合，采用变压器的实际额定变比进行归算，即准确归算法。在精度要求不太高的场合，采用变压器的 平均额定变比进行归算，即近似归算法。 7.线电压与相电压存√3倍的关系，三相功率与单相功率存在3 倍关系，但他们在标幺值中是相等的。 8.电压降落是指线路始、末两端电压的向量差（12）。 电压损耗是指线路始、末两端电压的数值差（U12）。 电压偏移是指网络中某一点的电压与该网络额定电压的数值差。

3节电力系统状态估计(WLS算法)

3节电系统状态估计报告【任务说明】 :闭合的开关 :打开的开关:打开的刀闸 :线路:负荷 G:发电机:母线 :连接线(没有阻抗) Unit2Unit1 3节点系统主接线图 任务： 1、采用最小二乘状态估计算法,所有量测的权重都取1.0,编写状态估计程序(C/Matlab)。 2、按量测类型，列出量测方程（每一类写出一个方程） 3、画出程序流程 4、提交源程序，程序中每个函数的作用 5、提交计算的输出结果(屏幕拷贝) 系统参数： 功率基值：100MW 电压基值：230 kV 线路阻抗参数（标么值）： 线路量测(流出母线为正)：

母线电压量测： 负荷量测(流出母线为正)： 发电量测(流入母线为正)： 注：量测存在误差 【数据预处理】 首先根据基值将已知的量测值均转换为标幺值，并将功率值转换为流入量，得到如下数据： 线路导纳参数（标么值）： 线路注入功率量测(标幺值)： 负荷点注入功率量测(标幺值)：

发电机节点注入量测(流入母线为正)： 母线电压量测（标幺值）： 【量测方程】 选择节点1的电压相角为参考，为0度，以vi表示误差值。 1）节点1电压量测方程： Vi=Vi+v1 即1.0087=V1+v1 2）1-3支路1号节点处注入有功功率功率： P ij=V i2g ij-V i V j(g ij cos+b ij sin)+v2 0.613=V12g13-V1V3(g13cos+b13sin)+v2 即0.613=-1.6171V12-V1V3(-1.6171cos +13.698sin)+v2 3）1号节点注入功率： P i=V i2G ii +G ij cos+B ij sin+v3 P1=V12G11+G1j cos+B1j sin+v3 即-1.11=3.5613V12+V1V2(-1.9442cos -10.5107sin) +V1V3(-1.6171 cos -13.698 sin)+v3

M估计方法及其在电力系统状态估计中的应用

第20卷第9期2000年9月中　国　电　机　工　程　学　报 Proceedings of the CSEE Vol.20No.9 Sep.2000 文章编号:025828013(2000)0920026206 M估计方法及其在电力系统状态估计中的应用 郭　伟,单渊达 (东南大学电气工程系,江苏省南京市210096) M2ESTIMATION AN D ITS APPL ICATION IN POWER SYSTEM STATE ESTIMATION GUO Wei,SHAN Yuan2da (Southeast University,Nanjing210096,China) ABSTRACT:In view of the disadvantages of QL and QC esti2 mation,a new power system robust estimation method based on M2estimation is presented.On the basis of this method,apply2 ing residual sensitivity matrix,a measure that can reduce resid2 ual masking effect is presented.Simulation result shows that this new method can be well combined with the conven2tional method.The calculation is simple and fast.It can overcome residual masking effect to some extent. KE Y WOR DS:power system state estimation;M2estimation; residual masking effect 摘要:针对QL及QC估计的缺点,提出了一种新的电力系统稳健估计方法。在此基础上,利用残差灵敏度矩阵,提出了减少残差屏蔽效应的措施。分析表明,新方法可以结合现有常规状态估计方法。计算上易于实现且速度较快,在一定程度上克服了残差屏蔽效应。 关键词:电力系统状态估计;M估计;残差屏蔽效应 中图分类号:TM7110212 文献标识码:A 1　引言 电力系统状态估计中一个非常重要的部分是不良数据的检测、辨识。在不良数据的处理上,大致可分为2类方法[1,2]:①先进行状态估计,然后对不良数据进行检测、辨识;②在估计过程的同时辨识并消除不良数据,其中大部分属稳健估计方法。 稳健估计是指:在粗差不可避免的情况下,选择适当的估计方法使未知量的估计值尽量少受粗差的影响[3,4]。稳健估计中,主要分3类:M估计;L估计及R估计。早在70年代发展的非二次准则方法属于M估计,这类方法计算时间较长,受当时计算机技术的限制,并未得到广泛的应用。 随着稳健估计理论的发展及计算机技术的进步,使得稳健估计在电力系统状态估计中的应用越来越受到关注[5]。其中的M估计可以通过等价权与常规最小二乘估计有机地结合,文[4]将其称为抗差最小二乘法。利用抗差最小二乘法,使得M估计能转化为与常规最小二乘法完全一致的形式,在计算上较方便。 目前电力系统状态估计的M估计方法中,主要有QL(Huber)估计及其变种QC估计,以及在此基础上采用一定计算技巧后得到的零残差辨识法。文[6,7]的研究表明,QC估计及QL估计均能辨识及抑制不良数据,而QC估计对残差超阈值量测以0权重,因而获得的是接近排除不良数据的最优状态估计,结果可直接应用,而且收敛性能更好。 QC估计的实质是对残差超阈值量测以0权重,仿真计算表明,如果不良数据较多或其值偏离正常值较大,则可能由于0权重量测过多而导致收敛速度较慢,或精确性较差等问题。QL估计的权重变化平缓,可以在一定的迭代次数后使不良数据上的残差越来越突出,但收敛速度较慢,而且由于Ψ函数的特点,得不到最优状态估计。 本文提出一种新的稳健估计方法,分2阶段选择等价权,简称为“2阶段法”。另外,针对残差屏蔽效应,提出了相应的处理方法。 2　M估计及计算 2.1　M估计及其发展 M估计是稳健估计中重要的一类,是Huber对

电力系统概述

电力系统概述 电力系统是指发电厂，输送电线路，变配电设备和用电设备组成的进行电能生产、输送和应用的整体。 电力由于其生产、输送和应用较其他能源方便，因而在诸多能源中电力发展最快，应用最为广泛。电力系统的结构和发展与经济的发展密切相关，地方经济的发展为电力系统提供了强大的用户，必然促进电力系统的扩容发展，而电力系统丰富的电力资源和无处不到的网络又为经济发展提供了能源保障， 必然促进企业的飞速发展。经济发达地区，电力系统也必然发达。 一个电力系统的组成可用图1-1表示。它是由一个水电厂，两个火电厂和一个热电厂构成了动力系统，由330kV 线路、220kV 线路、110kV 线路、35kV 线路及诸变电所构成输变电力网，由10kV 线路及配电所构成配电网。 电力系统主要包含以下几部分： 一、发电厂 发电厂将其他形式的能源转换为电能。根据转换能量的不同，发电厂分为火电厂、热电厂、风电厂、水电厂、核电厂等。 我国煤炭资源丰富，目前仍以燃煤为燃料的火电厂为主。这些电厂，早期多建在用电集中地区，由于电力输送成本较煤炭运输成本低廉，为提高经济性，近年来火电厂多建在煤炭基地附近，故称为“坑口”电厂。电厂若向用户兼供热能，则称为热电厂。 水电厂是将江河水位落差造成的势能转换为电能的。我国水力资源丰富，而 火力发电厂 变压器台 二次电压变电站 一次降压变电站 工厂 10kV 220V

水力资源不利用又不能保存，会白白浪费。在我国能源紧张的今天，发展水力发电是国家的优先选择。水里电厂一次性投资大，运行费用低廉。由于改革开放的成果，国家财力较为雄厚，为建设大水电厂提供了可能，近年来国家投资兴建的葛洲坝、三峡等一批大型水电站必将为国民经济的大发展发挥重大作用，也将造福于子孙万代。 核电厂是将原子核裂变时产生的核能转化为电能。核电厂的重要部分是核子反应堆和蒸汽发生器。相当于火电厂的蒸汽锅炉，其发电设备与火电厂相同为汽轮发电机。核电厂在安全运行状态下，是最卫生环保的发电厂，但一旦发生泄露，将造成不可估量的损失和严重的后果，所以在建设核电厂时要用大量资金建设公用辅助和防护设施，以确保人民生命财产安全。 风力电厂是将风力的动能转换为电能的。由于能用于发电的风力资源很有限，因而风力发电厂在电力系统中所占的比重较小。 发电机考虑到并网的要求，一般采用三相同步发电机，输出电压多为6.3kV 和10.5kV。通常是经过升压后才并网输送的。 二、输电线 输电线是由导线及相应杆塔组成完成电网连接和电能输送的。输电线路的电压是按输送距离而确定的，输送距离较远电压就高，反之电压就低。如连接几个地区或几个省的一般电压为330~500kV；输送距离在一个省或一个地区的一般电压在110~220kV。用于分配电能的配电线电压在35kV以下。输电线电压与输送距离、容量的关系如表1-1所示。 表1-1 各级电压的输送容量与距离 三、变电所

电力系统自动化单选题(带答案)

.1.同步发电机并列时脉动电压周期为20s，则滑差角频率允许值ω为（ A ）。 A、0.1% B、0.2% C、0.26% D、0.52% 2. 同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（ D ）。 A、三角波 B、正弦波 C、方波 D、正弦脉动波 4. 同步发电机励磁系统由（ A ）组成。 A、励磁调节器、励磁功率单元 B、同步发电机、励磁调节器 C、同步发电机、励磁功率单元 D、同步发电机、励磁调节器、励磁系统 5. 同步发电机并列方式包括两种，即（ B ）。 A、半自动准同期并列和手动准同期并列 B、准同期并列和自同期并列 C、全自动准同期并列和手动准同期并列 D、全自动准同期并列和半自动准同期并列 6. 在电力系统通信中，由主站轮流询问各，接到询问后回答的方式属于（ D ）。 A、主动式通信规约 B、被动式通信规约 C、循环式通信规约 D、问答式通信规约 7. 下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（ A ）。 A、交流励磁系统 B、直流励磁系统 C、静止励磁系统 D、自并励系统 8. 某同步发电机的额定有功出力为100，系统频率下降0.5时，

其有功功率增量为20，那么该机组调差系数的标么值R*为（ C ）。 A、20 B、-20 C、0.05 D、-0.05 9. 下列关于和的频率调整功能描述正确的是（ D ）。 A、属于频率一次调整，属于频率二次调整。 B、属于频率一次调整，属于频率三次调整。 C、属于频率二次调整，属于频率一次调整。 D、属于频率二次调整，属于频率三次调整。 10. 在互联电力系统中进行频率和有功功率控制时一般均采用（ D ）。 A、有差调频法 B、主导发电机法 C、积差调频法 D、分区调频法 11. 电力系统的稳定性问题分为两类，即（ B ）。 A、静态稳定与动态稳定 B、静态稳定与暂态稳定 C、暂态稳定与动态稳定 D、电磁稳定与暂态稳定 12. 电力系统状态估计的正确表述是（ A ）。 A、对数据库的精加工 B、运行状态估计 C、事故预测 D、负荷预测 13. 发电机并列操作最终的执行机构是（ A ）。 A、断路器 B、分段器 C、隔离开关 D、重合器 14. 同步发电机励磁控制系统由（ C ）组成。 A、励磁调节器、励磁功率单元 B、同步发电机、励磁调节器 C、同步发电机、励磁调节器、励磁功率单元 D、同步发电机、

关于电力系统状态估计的综述报告

关于电力系统状态估计的综述报告 0 引言 随着电力系统的迅速发展，电力系统的网络结构和运行方式日趋复杂，对现代化调度系统提出了必须准确、快速、全面地掌握电力系统实际运行方式和运行状态的要求。以计算机为基础的现代能量管理系统(EMS)的出现，是电力系统自动化理论与技术上的一次飞跃，实现了调度从传统的经验型到现代化分析型的迈进。EMS的各种高级应用入电压稳定性分析、暂态稳定性分析和安全约束调度等都要依赖状态估计所提供的实时可靠数据[1~4]。因此，状态估计成了现代电力系统能量管理系统(EMS)的重要组成部分，尤其在电力市场环境中发挥更重要的作用。 本文简要介绍了状态估计的基本概念和数学模型，阐述了近几年来电力系统状态估计各个算法的优缺点及其研究状况。最后，简单介绍了不良数据的检测与辨识方法。 1 电力系统状态估计概述 状态估计也叫做实时潮流，它是由SCADA系统的实时量测数据估计出来的，其程序的输入和输出数据内容如下图所示： 图 1 状态估计输入输出模型 从图中可以看出，电力系统状态估计是在给定网络接线、支路参数和量测系统的条件下所进行的估计以及对不良数据进行的检测辨识过程[5]。它与常规潮流所求的状态量相同，但应用的量测量在种类和数量上远远多于常规潮流（量测方程大于所求状态量数）。其功能流程图如下图所示： 图 2 状态估计功能流程框图

由于实时量测数据存在的一些缺陷，状态估计的量测方程可以写为： ()v x h z +=? 式中： z 为量测量，假定维数为m ； x ?为状态量，若母线数为n ，则x ?维数为2n ； ()x h ?是基于基尔霍夫定律建立的量测函数方程，维数和量测量一致，m 维； v 为量测误差，m 维。 状态估计的量测量主要来自于： （1）SCADA 系统中的实时量测数据； （2）量测不变时使用的预报和计划型伪量测； （3）第Ⅰ类基尔霍夫型伪量测，即无源母线上的零注入量测； （4）第Ⅱ类基尔霍夫型伪量测，即零阻抗支路上的零电压差量测。 量测量z 给定以后，状态估计量x ?就是使量测量残差平方和达到最小的x 值，即： ()()()[] ∑∑====-=k i k i x h z z z x J 1212?min ?min 2 算法综述 2.1 最小二乘法 2.1.1 加权最小二乘法 加权最小二乘估计法在状态估计中应用最为广泛。文献[5]对加权最小二乘估计法做了比较详细的介绍。 目标函数如下： ()[][]min ???1→--=-x H z R x H z x J T 由于量测方程为非线性方程，因此采用迭代法求其状态量，迭代修正公式为： ()()()()[]()()()()[]()()()l l l l l T l l T x x x x h z R x H x H R x H x ???,?????1111ΔΔΔ+=-=+--- 这种方法的优点是不需要随机变量的统计特性，它是以量测值z 的残差平方和最小为目标准则的估计方法。它是假定量测量按照理想的正态分布，对理想正态分布的量测量，估计具有最优一致且无偏等优良传统特性[6]。但当正态分布的数据中含有坏数据时，WLS 的估计结果会偏离真值较远。而且，在实际情况下，量测数据并不完全严格服从正态分布，导致坏数据很难完成检测与辨识。 2.1.2 抗差最小二乘法 在文献[7—9]中，介绍了抗差最小二乘法的基本原理及其算法，并介绍了它在电力系统中的应用。 抗差最小二乘法是通过等价权将抗差估计原理与最小二乘形式有机结合起来，量测值得主体一般是符合正态分布的，因此抗差最小二乘估计的主体是最小二乘估计，它决定了抗差最小二乘的基本效率。 抗差最小二乘法是在加权最小二乘法的基础上通过计得出，主要体现在变权上，主要是

电力系统自动化习题参考答案

选 择题1. 同步发电机并列时脉动电压周期为20s ，则滑差角频率允许值ωsy 为（A ）。 A 、0.1% B 、0.2% C 、0.26% D 、0.52% 2. 同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（D ）。 A 、三角波 B 、正弦波 C 、方波 D 、正弦脉动波 3. 下图四个脉动电压波形，最适合并列条件的是（A ）。 4. 同步发电机励磁系统由（A ）组成。 A 、励磁调节器、励磁功率单元 B 、同步发电机、励磁调节器 C 、同步发电机、励磁功率单元 D 、同步发电机、励磁调节器、励磁系统 5. 同步发电机并列方式包括两种，即（B ）。 A 、半自动准同期并列和手动准同期并列 B 、准同期并列和自同期并列 C 、全自动准同期并列和手动准同期并列 D 、全自动准同期并列和半自动准同期并列 6. 在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTU ，RTU 接到询问后回答的方式属于（D ）。 A 、主动式通信规约 B 、被动式通信规约 C 、循环式通信规约 D 、问答式通信规约 7. 下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（A ）。 u s t A u s t B u t C u s t D

A、交流励磁系统 B、直流励磁系统 C、静止励磁系统 D、自并励系统 8.某同步发电机的额定有功出力为100MW，系统频率下降0.5Hz时，其有功功率增量为20MW，那么该机组调差系数的标么值R*为（C）。 A、20 B、-20 C、0.05 D、-0.05 9.下列关于AGC和EDC的频率调整功能描述正确的是（D）。 A、AGC属于频率一次调整，EDC属于频率二次调整。 B、AGC属于频率一次调整，EDC属于频率三次调整。 C、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率一次调整。 D、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率三次调整。 10.在互联电力系统中进行频率和有功功率控制时一般均采用（D）。 A、有差调频法 B、主导发电机法 C、积差调频法 D、分区调频法 11.电力系统的稳定性问题分为两类，即（B）。 A、静态稳定与动态稳定 B、静态稳定与暂态稳定 C、暂态稳定与动态稳定 D、电磁稳定与暂态稳定 12.电力系统状态估计的正确表述是（A）。 A、对SCADA数据库的精加工 B、运行状态估计 C、事故预测 D、负荷预测 13.发电机并列操作最终的执行机构是（A）。 A、断路器 B、分段器 C、隔离开关 D、重合器 14.同步发电机励磁控制系统由（C）组成。

电路分析基础知识点概要(仅供参考)

电路分析基础知识点概要 请同学们注意：复习时不需要做很多题，但是在做题时，一定要把相关的知识点联系起来进行整理复习，参看以下内容： 1、书上的例题 2、课件上的例题 3、各章布置的作业题 4、测试题 第1、2、3章电阻电路分析 1、功率P的计算、功率守恒：一个完整电路，电源提供的功率和电阻吸收的功率相等 关联参考方向：ui = P- P=；非关联参考方向：ui < P吸收功率0 P提供（产生）功率 > 注意：若计算出功率P=-20W，则可以说，吸收-20W功率，或提供20W功率 2、网孔分析法的应用：理论依据---KVL和支路的VCR关系 1）标出网孔电流的变量符号和参考方向，且参考方向一致； 2）按标准形式列写方程：自电阻为正，互电阻为负；等式右边是顺着网孔方向电压（包括电压源、电流源、受控源提供的电压）升的代数和。 3）特殊情况： ①有电流源支路： 电流源处于网孔边界：设网孔电流=±电流源值 电流源处于网孔之间：增设电流源的端电压u并增补方程 ②有受控源支路：受控源暂时当独立电源对待，要添加控制量的辅助方程 3、节点分析法的应用：理论依据---KCL和支路的伏安关系 1）选择参考节点，对其余的独立节点编号； 2）按标准形式列写方程：自电导为正，互电导为负；等式右边是流入节点的电流（包括电流源、电压源、受控源提供的电流）的代数和。 3）特殊情况： ①与电流源串联的电阻不参与电导的组成； ②有电压源支路：

位于独立节点与参考节点之间：设节点电压=±电压源值 位于两个独立节点之间：增设流过电压源的电流i 并增补方程 ③有受控源支路：受控源暂时当独立电源对待，要添加控制量的辅助方程 4、求取无源单口网络的输入电阻i R （注：含受控源，外施电源法，端口处电压与电流关联参考方向时，i u R i = ） 5、叠加原理的应用 当一个独立电源单独作用时，其它的独立电源应置零，即：独立电压源用短路代替，独立 电流源用开路代替；但受控源要保留。 注意：每个独立源单独作用时，要画出相应的电路图；计算功率时用叠加后的电压或电流变量求取。 6、单口网络的等效：无源单口网络可简化为等效电阻，含源单口网络可等效为戴维南等效电路（理想电压源与电阻串联）或诺顿等效电路（理想电流源与电阻并联） 与理想电流源串联的支路多余；理想电压源串联电阻可与理想电流源并联电阻互相等效， 小心理想电压源的极性与理想电流源的方向） 7、 戴维南定理的应用：求某条支路的响应、最大功率传输 1）开路电压oc u ：移去待求支路形成单口网络，注意：单口引线上电流为零 2）等效电阻o R ： ①不含受控源：独立电源置零，利用电阻的串联、并联以及星-三角连接求解； ②含有受控源： 外施电源法：内部独立电源置零，i u R o = （端口处u 与i 关联） 3）最大功率传输：当o L R R =时，负载可获得最大功率，且o oc R u P 42 max = 第4、5章 动态电路的时域分析 1、电容元件、电感元件的VCR （电压与电流关联参考方向时）：微分形式、积分形式 t t u C t i C C d )(d )(= ?+=t i C u t u 0 C C C d )(1)0( )(ξξ t t di L t u L L d )()(= ?+=t L L L u L i t i 0 d )(1)0()(ξξ 注意：电压与电流是否关联

电力系统自动化习题答案

选 择题 1. 同步发电机并列时脉动电压周期为20s ，则滑差角频率允许值ωsy 为（ A ）。 A 、0.1% B 、0.2% C 、0.26% D 、0.52% 2. 同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（ D ）。 A 、三角波 B 、正弦波 C 、方波 D 、正弦脉动波 3. 下图四个脉动电压波形，最适合并列条件的是（ A ）。 4. 同步发电机励磁系统由（ A ）组成。 A 、励磁调节器、励磁功率单元 B 、同步发电机、励磁调节器 C 、同步发电机、励磁功率单元 D 、同步发电机、励磁调节器、励磁系统 5. 同步发电机并列方式包括两种，即（ B ）。 A 、半自动准同期并列和手动准同期并列 B 、准同期并列和自同期并列 C 、全自动准同期并列和手动准同期并列 D 、全自动准同期并列和半自动准同期并列 6. 在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTU ，RTU 接到询问后回答的方式属于（ D ）。 A 、主动式通信规约 B 、被动式通信规约 C 、循环式通信规约 D 、问答式通信规约 7. 下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（ A ）。 A 、交流励磁系统 B 、直流励磁系统 C 、静止励磁系统 D 、自并励系统 8. 某同步发电机的额定有功出力为100MW ，系统频率下降0.5Hz 时，其有功功率增量为20MW ，那么该机组调差系数的标么值R*为（ C ）。 A 、20 B 、-20 C 、0.05 D 、-0.05 9. 下列关于AGC 和EDC 的频率调整功能描述正确的是（ D ）。 A 、AGC 属于频率一次调整，EDC 属于频率二次调整。 B 、AG C 属于频率一次调整，EDC 属于频率三次调整。 u s t A u s t B u s t C u s t D

电力系统分析报告

山东交通学院 电力系统分析课程设计 报告书 院(部)别信息科学与电气工程学院 班级 学号 姓名 指导教师 时间 2014.06.9-2013.06.13

课程设计任务书 题目电力系统分析课程设计 学院信息科学与电气工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 学生姓名 学号 6 月9 日至 6 月13 日共 1 周 指导教师(签字) 院长(签字) 2014 年 6 月13日

一、设计内容及要求 复杂网络牛顿—拉夫逊法潮流分析与计算的设计 电力系统潮流计算是电力系统中一项最基本的计算，设计内容为复杂网络潮流计算的计算机算法——牛顿-拉夫逊法。 首先，根据给定的电力系统简图，通过手算完成计算机算法的两次迭代过程，从而加深对牛顿-拉夫逊法的理解，有助于计算机编程的应用。 其次，利用计算机编程对电力系统稳态运行的各参数进行解析和计算；编程完成复杂网络的节点导纳矩阵的形成；电力系统支路改变、节点增减的程序变化；编程完成各元件的功率损耗、各段网络的电压损耗、各点电压、功率大小和方向的计算。 二、设计原始资料 给出一个4~6节点、环网、两电源和多引出的电力系统； 参数给定，可以选用直角坐标表示的牛拉公式计算，也可以选用极坐标表示的牛拉公式计算。 具体题目详见附录题单 三、设计完成后提交的文件和图表 1．计算说明书部分 设计报告和手算潮流的步骤及结果

2．图纸部分： 电气接线图及等值电路； 潮流计算的计算机算法，即程序；运算结果等以图片的形式附在设计报告中。 四、进程安排 第一天上午：选题，查资料，制定设计方案； 第一天下午——第三天下午：手算完成潮流计算的要求； 第四天上午——第五天上午：编程完成潮流计算，并对照手算结果，分析误差第五天下午：答辩，交设计报告。 五、主要参考资料 《电力系统分析（第三版）》于永源主编，中国电力出版社，2007年 《电力系统分析》，何仰赞温增银编著，华中科技大学出版社，2002年版；《电力系统分析》，韩桢祥主编，浙江大学出版社，2001年版； 《电力系统稳态分析》，陈珩编，水利电力出版社；