电力系统分布式动态状态估计研究

【摘要】同步相量测量单元(phasormeasurementunit,PMU)能够对电力系统机电暂态过程中相量信息进行直接测量,为电力系统动态安全监控提供了新的技术手段。然而,由于传感器误差以及干扰的影响,PMU量测不可避免地存在随机误差和不良数据。如果不对PMU量测量进行处理而直接应用,则有可能无法准确监测电力系统动态过程,甚至导致控制系统做出错误的控制策略。针对PMU量测信息,本文系统地研究了机电暂态过程中分布式动态状态估计方法。论文主要研究成果如下：(1)提出分布式动态状态估计框架。在发电厂和变电站分别进行发电机动态状态估计和变电站零阻抗特性状态估计,将估计结果上送至调度中心进行数据整合并实施全系统状态估计。提出了一种系统机电暂态过程中基于PMU的发电机动态状态估计新方法。该方法充分考虑系统机电暂态过程中调速器对发电机机械转矩的调节作用。建立了系统机电暂态过程中发电机动态状态估计模型；给出了系统噪声误差方差的具体计算方法；进一步提出基于比例对称采样无迹卡尔曼滤波的发电机动态状态估计算法。仿真结果表明提出的方法精度高于机械转矩恒定的方法。(2)针对PMU量测中存在不良数据的问题,提出一种鲁棒性发电机动态状态估计算法。将时变多维观测噪声尺度因子引入到容积卡尔曼滤波中,根据量测新息对量测误差进行在线调整,使其更加逼近真实噪声。再利用调整后的误差计算滤波增益,使其能够在PMU量测存在不良数据的情况下对状态量预报值进行准确修正从而得到精确的发电机状态量估计值。针对时变多维观测噪声尺度因子为非对角阵而造成滤波增益求逆发生奇异的问题,提出解决方案。仿真结果表明,当PMU出现连续多点坏数据时,鲁棒动态状态估计仍然能够得到准确的估计结果。(3)提出了一种系统机电暂态过程中,基于PMU的变电站状态估计新方法。该方法将变电站内断路器的零阻抗特性作为虚拟量测,进一步提升冗余度。同时,在系统故障后断路器状态未知的情况下建立状态估计模型,能够有效辨识断路器的实际状态。针对PMU量测存在不良数据的问题,给出了基于非二次准则状态估计的不良数据辨识方法,并对门槛值的选取方案进行了改进,能够有效辨识不良数据。(4)提出了一种机电暂态过程中全系统状态估计方法。基于机网接口的直接解法,给出了发电机动态状态估计结果转化为网络节点电压相量伪量测的误差方差计算方法；提出了考虑发电机动态状态估计约束的全系统状态估计方法,通过发电机动态状态估计约束进一步提升机电暂态过程中系统状态量的估计精度。
【作者】陈亮；
【导师】杨奇逊；毕天姝；
【作者基本信息】华北电力大学，电力系统及其自动化，2014，博士
【关键词】机电暂态；状态估计；卡尔曼滤波；零阻抗特性；机网接口；

【参考文献】
[1]陈世苹,白永飞,韩兴国.稳定性碳同位素技术在生态学研究中的应用[J].植物生态学报,2002,05:549-560.
[2]姜华.拒不支付劳动报酬罪研究[D].西南政法大学,刑法（专业学位）,2012,硕士.
[3]陈世华.社会化媒体背景下政府网络危机管理研究[D].华中师范大学,行政管理,2012,硕士.
[4]傅莉群.水中微量有机物检测方法的建立与去除工艺研究[D].湖南大学,化学工程与技术,2012,硕士.
[5]陈婉秋.论公共突发事件网络传播的特点与效应[D].东北师范大学,传播学,2012,硕士.
[6]孟国栋.贺西煤矿近距离煤层开采瓦斯运移规律及抽采方法研究[D].中国矿业大学,安全技术及工程,2014,硕士.
[7]李静.基于GIS的土壤重金属污染空间分布与评价研究[D].山东师范大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[8]张苗.大规模侵权损害赔偿基金制度研究[D].云南财经大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[9]路文革,黄红,雷剑.啤酒生产中发酵液厌氧菌的增殖及其机理探讨[J].食品与发酵工业.2005(12)
[10]何彦杰.武安人普通话学习过程中语音进阶研究[D].河北师范大学,汉语言文字学,2004,硕士.
[11]李玲.知识经济时代的财务管理问题研究[D].西南财经大学,工商管理,2003,硕士.
[12]黄梯云,卢涛,程岩.数据挖掘中一种基于粗糙集理论的属性值离散映射方法[J].情报学报,2002,04:391-396.
[13]李瑶.内管带扶正器的环空中流动阻力的实验研究[D].东北石油大学,油气储运工程,2013,硕士.
[14]孙海霞.基于网络教学平台探究式学习环境构建及实践研究[D].内蒙古师范大学,计算机课程与教学论,2012,硕士.
[15]吴启迪,乔非,李莉,吴莹.基于数据的复杂制造过程调度[J].自动化学报,2009,06:807-813.
[16]刘明东.多元智能的多元测评研究[D].上海师范大学,教育技术学,2004,硕士.
[17]魏珊珊.叠加态高次谐波发射的研究[D].吉林大学,原子与分子物理,2014,硕士.
[18]刘茂林.大鼠气管异位移植慢性排斥反应模型的建立和其与IL-17的关系[D].华中科技大学,外科学,2013,硕士.
[19]汤莉.我国湿热地区传统聚落气候设计策略数值模拟研究[D].中南大学,土木工程规划与管理,2013,博士.
[20]吴琦.IL-6、IL-8与羊水栓塞关系的实验研究[D].遵义医学院,病理学与病理生理学,2014,硕士.
[21]张沛琳.抑制Sonic Hedgehog信号通路对急性脑梗死大鼠血管再生的影响[D].郑州大学,神经病学,2013,硕士.
[22]高博远.水性木器漆用混合型消泡剂及增稠剂流变性能的应用研究[D].北京化工大学,材料工程（专业学位）,2013,硕士.
[23]唐佃花.喷气纺喷嘴的设计及其工艺的研究[D].青岛大学,纺织工程,2004,硕士.
[24]孙科.非水毛细管电泳在线富集方法的研究与应用[D].广西科技大学,生物化工,2013,硕士.
[25]王丹,柳依然,梁翔,毛承雄,陆继明.直流配电网电压等级序列研究[J].电力系统自动化,2015,09:19-25+47.
[26]张冬冬.非正规金融发展与农村经济增长关系的研究[D].山东财经大学,金融学,2012,硕士.
[27]柴瑜颖.我国群众体育管理方式转变研究[D].北京体育大学,体育人文社会学,2013,硕士.
[28]陈腾.我国风险投资回报率及其影响因素研究[D].江西财经大学,金融学,2013,硕士.
[29]杜晓艳.全国社保基金的投资运营问题研究[D].山东财经大学,社会保障,2013,硕士.
[30]张莉.基于单颗粒气溶胶质谱信息的分类方法研究及其应用[D].上海大学,应用化学,2013,硕士.
[31]黄长虹.在役高桩码头耐久性评估方法研究[D].天津大学,港口、海岸及近海工程,2004,硕士.
[32]郑宝.基于物联网的零售商库存信息失真研究[D].天津大学,工业工程,2013,硕士.
[33]刘超英.离子液体支载的席夫碱锰催化剂的合成及其催化氧化性能的研究[D].南京大学,应用化学（专业学位）,2013,硕士.
[34]邢洁,陈陈,王杰.区间不确定信息下的小干扰稳定分析方法[J].电力系统自动化,2010,06:12-16.
[35]王寅.温州民间借贷资本现状及发展模式研究[D].浙江海洋学院,农村区域与发展（专业学位）,2014,硕士.
[36]董娅妮.基于Honeyd的恶意网页入侵检测[D].中国矿业大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[37]刘娜.泌乳奶牛尾动脉和阴外动脉血液生化指标、激素及氨基酸含量的比较[D].内蒙古农业大学,动物营养与饲料科学,2013,硕士.
[38]赵亚梅.数据挖掘在工程数据分析中的应用研究[D].东华大学,2005.
[39]程立.武汉市3所民办高校教师薪酬福利制度实证研究[D].华中师范大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[40]宋晨晨1,叶蜀君2.金融消费者保护监管分析——论我国存款保险制度的建立[J].河南社会科学,2015,02:.
[41]尹芳芳.甲壳型液晶共聚物P（DBVT-co-GM）化学改性环氧树脂的研究[D].北京理工大学,2015.
[42]强乐.深圳A高职学校毕业生就业竞争力研究[D].厦门大学,工商管理,2014,硕士.
[43]成涛.Android端基于GPS的终端周边优惠券推送系统的设计研究[D].浙江工业大学,计算机技术,2012,硕士.
[44]孔芳,徐汀荣.数据迁移工具的设计研究[J].计算机应用与软件,2005,02:133-135.
[45]徐志成,龚斌,张高朴.实现村村通电话——接入网技术在农村的应用[J].中兴新通讯.1997(04)
[46]商丽.农村社区公共服务需求表达机制研究[D].山东财经大学,财政学,2012,硕士.
[47]谢小辉.多塔斜拉桥成桥索力优化及合理施工状态的确定[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[48]刘桂亭.基于石墨烯构建的无酶电化学传感器及其应用的研究[D].上海师范大学,2014.
[49]刘金程.考虑与结构共同作用的模板支撑体系施工期稳定性研究[D].湖北工业大学,结构工程,2014,硕士.
[50]吴飞宏.香蕉枯萎病菌4号小种一个致病相关基因克隆及其功能的初步研究[D].海南大学,分子植物病理学,2012,硕士.