计及PMU的混合非线性状态估计新方法

提出一种将同步相量测量单元（PMU）的直接电压相量量测变换为间接支路电流量测，并与监控与数据采集（SCADA）量测量一起进行混合迭代的非线性状态估计方法。对构造等效电流修正量而带来的间接量测误差进行了详细和定量的分析，并对该混合估计算法的精度进行了定性分析和定量计算。理论分析和算例表明，该方法可以获得较高的估计精度，在收敛次数和滤波效果上也有所改进。     

基于混合量测的电力系统状态估计混合算法

研究了相量量测装置(PMU)相量量测和监控与数据采集(SCADA)量测混合使用时的数据匹配问题，提出了利用状态量转换预测得到预报系统状态和预报节点注入电流向量的方法。在此基础上，提出了应用PMU实时相量量测和预报节点注入电流向量的线性静态状态估计算法，以及应用PMU实时相量量测和预报系统状态的线性动态状态估计算法。文中将这2种算法与传统状态估计算法相结合，组成了状态估计混合算法，保证了状态估计的计算精度。该混合算法有效减少了状态估计的计算时间，对PMU的量测配置也没有严格的要求，具有很好的通用性。最后采用IEEE 30节点系统对该方法进行了验证。     

基于广域测量系统的状态估计研究综述

广域测量系统（WAMS）的逐步发展给电力系统在线分析方法提供了一个新思路。针对WAMS测量精度高、具有同步相量测量功能以及数据传输快等特点，分别从引入高精度节点电压相量量测的状态估计算法、引入高精度支路电流相量量测的算法、引入全部WAMS量测的算法以及其他与WAMS状态估计相关的问题等4个方面，介绍了目前引入WAMS量测的各种状态估计算法；并详细分析了各种算法的优缺点和适用范围，从工程应用出发研究其可行性，对部分算法给出了改进措施。讨论了WAMS的不良数据检测与辨识问题、相量测量装置（PMU）的最优配置问题以及基于PMU的动态状态估计和谐波状态估计等与WAMS状态估计相关的其他问题。     

基于混合量测的电力系统线性动态状态估计算法

针对当前电力系统中广域测量系统（WAMS）和数据采集与监控（SCADA）系统并存的现状，利用量测变换技术，将SCADA系统下支路功率量测和节点注入功率量测转换为等效的电流相量量测，并与WAMS组成混合量测系统，在此基础上提出了直角坐标系下的线性动态状态估计算法。该算法采用Holt两参数线性指数平滑技术，结合线性定常系统Kalman滤波原理，实现了系统状态的预测和估计。该算法具有常数雅可比矩阵，从而大大减少了动态状态估计的计算时间，保证了动态状态估计的计算精度。通过IEEE 14节点系统的仿真结果，验证了该算法的有效性和优越性。     

基于相量量测的电力系统线性状态估计

分析了相量量测装置的量测误差情况，指出了相量量测参与状态估计计算的必要性。在完全使用相量量测的情况下，给出了基于直角坐标系的实数形式的电力系统线性量测方程和相应的线性静态状态估计算法。对负荷预报加潮流计算的系统状态预报方法进行改进，通过对误差协方差阵计算公式的推导与简化，提出了新的预报误差协方差阵计算公式，并将其与线性量测方程相结合，提出了基于相量量测的线性动态状态估计算法。最后讨论了线性状态估计算法的使用条件，并采用IEEE 30节点系统对提出的算法进行了验证。     

基于WAMS/SCADA混合量测的电网参数辨识与估计

针对目前电网参数辨识与估计方法存在的数值稳定性变差、易发散及易受残差污染干扰等问题，提出了一种基于混合量测的电网参数辨识与估计方法。该方法首先利用广域测量系统（WAMS）的测量数据计算相对残差，初步判断是否存在参数错误，然后利用相量测量单元（PMU）能够测量电压和电流相量的特性，建立支路两端变量之间的直接联系，对存在参数错误的支路进行辨识，并在此基础上使用智能优化算法估计支路参数。在IEEE 39测试系统上的仿真实验表明，该方法只需安装约1/2总母线数的PMU即可对全网传输线路和变压器进行参数辨识与估计。     

基于等效功率变换的配电网状态估计算法

提出一种基于等效功率变换的配电网状态估计算法，将配电网中的功率量测、电压幅值量测、电流幅值量测统一变换为支路首端等效功率量测，采用修正量测雅可比矩阵的迭代方法求解。该方法能够利用配电网中的各种量测，并且P，Q解耦迭代，有较高的运算效率和数值稳定性，对量测配置也无特殊要求。文中还提出一种通过添加零虚拟负荷量测提高数值可观性的方法，使原本不可估计的网络能够进行状态估计。     

基于PMU及多时间断面的输电网参数估计

输电网的参数错误会制约各种能量管理系统（EMS）在线或离线计算软件的应用。基于当前输电网的实际情况,推导了线路电容和电抗各自的估计方程。引入了图论中的树枝、连枝以及圈基的有关概念,分别对常规监控与数据采集（SCADA）量测下的单断面参数估计、多断面参数估计以及结合相量测量单元（PMU）的圈基组支路参数估计进行了推导。分析了量测数量及种类不断增加情况下的参数可观测性的变化。所述算法对PMU测点的配置要求较低。在New England 39节点系统上进行了测试,在4条母线上配置了PMU,圈基组内的各支路估计结果较为理想。     

考虑系统完全可观测性的PMU最优配置方法

基于电力系统线性量测模型，研究了引入相量测量单元(PMU)相关量测集后的增广关联矩阵的电力系统可观测性拓扑分析方法，以保证系统结构完全可观测性和最大量测数据冗余度为约束，以配置PMU数目最小为目标，形成了PMU最优配置问题，并应用禁忌搜索（TS）方法求解该问题，保证了全局寻优。算例表明，该方法准确可靠、有效可行。     

相角测量装置的同步测量精度问题

对基于全球定位系统（GPS）、锁相环（PLL）的相角测量装置（PMU）主要误差因素进行了分析与仿真研究，结果表明：幅值误差远小于角度误差；异地同步方法误差远小于同步测量环节本身的误差，后者主要由PMU的频率跟踪与测量、信号滤波延迟以及数值算法等环节引起；指出以PLL器件锁相跟踪被测信号基频时，在频率快速变化的情况下可能隐含的问题。最后得出：在保证频率跟踪测量精度的前提下，PMU的相角测量精度可以达到1°。     

量测量的时延差对状态估计的影响及其对策

监控和数据采集 (SCADA) 系统的量测量没有统一的时标，更新周期长，而且时延较大。同步采样的相量测量单元（PMU）正成为电力系统中另一种重要的数据采集装置，它可以反映动态响应且时延较小；由于带有精确时标，即使通道传输存在时延也能保证时间断面的一致性。为在状态估计中协调这两种量测量，处理各量测量不同的时延，建立了SCADA量测时延的均匀分布模型，分析了各量测数据所反映的时间断面不一致性对状态估计精度的影响，提出了对时延不同的量测量的处理方法。通过对IEEE 14节点电网和一个366节点的实际电网的仿真，验证了该方法的有效性。     

广东省网EMS中状态估计可观测分析方法

介绍了成功应用于广东省网EMS状态估计中的可观测分析方法。该方法建立在快速解耦状态估计中雅可比矩阵运算可观测性分析原理基础上，以逻辑方法模拟雅可比矩阵消元可观测分析过程，把节点注入型量测转化为支路型潮流量测，能快速、准确地判断系统是否整体可观测。对于系统中不可观测部分以增加必要的注入伪量测形式使之可观测，保证状态估计在各种量测条件下正常运行。文中所提算法直接对量测进行处理，分析直观，在广东省网实际应用中，取得较好效果，经多次测试和实际运行检验，其结果准确、可靠。     

基于PMU的分布式电力系统动态状态估计新算法

随着电力系统的发展，区域电网互联，形成更大的系统。各区域电网相对独立，且有各自相对独立的调度中心。为适应这种分区管理模式，状态估计应采用分布式并行算法。在动态估计扩展Kalman滤波算法的基础上，结合搭接式分布并行算法，提出了一种基于相量测量单元（PMU）的分布式电力系统动态状态估计新算法。该算法利用少量PMU测点，真正实现各子系统的并行计算，避免了原算法进行串行等待的过程。并结合量测数据预处理、对雅可比矩阵加权等方法，加快了计算速度，提高了数值精度和稳定性。最后给出了IEEE 14节点的仿真结果，验证了该算法的有效性及优越性。     

状态估计中选取量测权值的新原则

估计结果的准确性和数值稳定性是状态估计的两个重要方面，通常按量测精度选取量测权值，能使估计结果有较高的准确性，但可能对数值稳定性不利。文中在分析量测权值变化对状态估计数值稳定性影响的基础上，提出了状态估计中选取量测权值的新原则：非关键量测的权值反映量测精度，以量测方差的倒数为其权值；关键量测的权值根据数值稳定性的要求选取，以其他量测权值的平均值为关键量测的权值。这样能较好地协调数值稳定性与估计结果准确性之间的关系。在附录中论述了估计精度与关键量测的权值无关。     

同步相量测量的若干关键问题

首先，阐述了非额定频率下相量的定义以及数据再同步对相量时标的要求。然后，结合数据再同步的需求分析了频率自适应采样方法在高密度的相量同步情况下的局限性；推导出一种在定间隔采样基础上能够有效消除非额定频率下离散傅里叶变换（DFT）算法产生的频率泄漏影响的相量校正算法。提出一种测试绝对相角测量精度的试验方法，并按照该方法验证了采用所提出的相量校正算法的相量测量单元（PMU）的相角测量精度。最后，通过仿真分析了基于DFT的相量算法的动态特性及其在暂态稳定控制中的适用范围。     

基于DFT的电力系统相量及功率测量新算法

随着全球定位系统(GPS)的全面民用化以及通信技术的发展，电力系统实时相量测量技术日益受到关注。传统的基于离散傅里叶变换（DFT）的频率跟踪算法对相角误差的考虑不全面，从而其频率、相角、幅值等计算结果也不够准确。文中对DFT在非同步采样情况下的误差产生机理进行了全面分析，给出了非同步采样情况下DFT相角计算结果的精确误差表达式，基于该相角误差公式，提出了一种新的基于DFT的电力系统相量测量算法。与传统算法相比，该算法具有精确度高、可以自适应地抑制谐波干扰、计算量不大等优点，并用算例验证了这些优点。此外，还给出了实用的利用传统DFT方法计算功率的误差估计公式。     

部分电压和电流相量可测量时电压相量的状态估计

基于电网部分电压相量和电流相量可测的条件下，推导出了整个电网电压相量的线性状态估计表达式，并对测量随机误差对电压相量状态估计的影响进行了分析。由于对电网电压相量的状态估计是线性的，因此能实时实现对电网的监视。     

电力系统实用状态估计中两个问题的处理

在运行现有状态估计程序的基础上，应用快速分解状态估计处理方法，解决了实际应用中的 变压器抽头位 置与零阻抗支路潮流估计问题，分析了所引起的量测非线性方程及网络模型的 变化，并对保证正确估计所 需的量测配置作了分析，充分利用了原估计方法及量测系统的配 置，程序易于实现，收到了良好效果。     

电力系统PMU工程实用化配置方法研究

不以电网的完全可观为目的,提出非完全可观,即主网架及其关键节点可观的PMU配置方式,结合间接可观概念,对电网主网架及其关键节点进行PMU配置,并将SCADA/EMS量测与PMU量测结合起来进行数据的状态估计,提高数据精度,最后通过实例分析对其进行了验证,结果表明,该方法是有效的PMU配置方法,有利于电力系统的分析应用,可操作性强,节省投资,避免浪费,具有一定的应用前景。     

一种用于基波测量的数字校准方法

在电力系统中，相量测量的精度主要受到信号采样通道元器件误差和软件采样同步误差的影响。分析和实验表明，不同量程同步采样经幅值校准后拟合的方法改进了相量幅值测量的精度，对各相量进行相位校准的方法克服了相量采样的同步误差。综合应用2种方法，提出了基波相量幅值校正和相位校正的数字校准方法，对输入信号采用不同放大倍数调理电路进行分段处理和 A/D采样，经幅值校准后拟合，以及对各相量进行相位校准均改进了电力系统电压和电流的测量精度。最后介绍了该方法在微机保护装置中的应用及其检测结果。