基于粒子濾波的電力系統(tǒng)機電暫態(tài)狀態(tài)估計研究.pdf

1、同步相量測量單元(phasor measurement unit，PMU)作為一種信息測量裝置，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)運行的各個環(huán)節(jié)當中，當電力系統(tǒng)處于機電暫態(tài)過程中時，PMU能夠直接測量系統(tǒng)運行狀態(tài)的相量信息。然而，由于這些信息是利用傳感器進行測量的，且需要通過一定的方式進行信息傳輸，所以最終使用的數(shù)據(jù)不可避免存在隨機誤差和壞數(shù)據(jù)。在電力系統(tǒng)安全監(jiān)控方面，為了得到更準確的控制方案或者結(jié)果，在應(yīng)用前需要對實際量測數(shù)據(jù)進行濾波處理。文中提

2、出了基于粒子濾波(Particle filtering，PF)算法的電力系統(tǒng)機電暫態(tài)狀態(tài)估計方法，主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　首先，對粒子濾波算法進行了深入研究，以基本 PF算法為基礎(chǔ)，提出了基于序貫重要性重采樣（sequential importance resampling，SIR）的PF算法，為了驗證本文提出算法的優(yōu)越性，同時研究了傳統(tǒng)解決非線性狀態(tài)估計問題的擴展卡爾曼濾波算法(extended Kalman filte

3、r，EKF)，從理論上對兩種算法進行了對比研究分析。
　　其次，將提出的基于SIR的粒子濾波算法應(yīng)用于電力系統(tǒng)實際狀態(tài)估計中。首先對發(fā)電機在機電暫態(tài)過程中的運行狀態(tài)進行了狀態(tài)估計，建立了相應(yīng)的發(fā)電機四階狀態(tài)空間模型，包括系統(tǒng)方程和觀測方程；在發(fā)電機四階模型的基礎(chǔ)上，對暫態(tài)過程中狀態(tài)方程的噪聲誤差進行了分析；為了能夠科學合理的定量評價估計的效果，提出了基于Copula理論的觀測路徑相關(guān)性評價指標；最后將提出的方法應(yīng)用于CEPRI7節(jié)

4、點系統(tǒng)的機電暫態(tài)狀態(tài)估計當中，從多個角度，定性定量的對估計結(jié)果進行了評價。結(jié)果表明基于 PF的估計結(jié)果與實際結(jié)果相關(guān)性較高、與真實值的均方根誤差小，估計效果優(yōu)于EKF的估計結(jié)果，有效減小了誤差數(shù)據(jù)的影響。
　　最后，提出了對全系統(tǒng)進行機電暫態(tài)狀態(tài)估計的方法。在進行發(fā)電機暫態(tài)狀態(tài)估計的基礎(chǔ)上，提出了機網(wǎng)接口的直接解法，將對發(fā)電機節(jié)點的機電暫態(tài)狀態(tài)估計結(jié)果用全系統(tǒng)節(jié)點電壓相量誤差方差表示；建立了考慮發(fā)電機暫態(tài)過程狀態(tài)估計的全系統(tǒng)動態(tài)狀