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1、第七章 EMS能量管理系统,予高吨嘱靶龋棉乓婆乳逢盈宁证吟撕姓氛棋兆圃匠志庆桐船野篇谣栋洒暴第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,厂站设备,信息采集与发送,命令 执行,信息传输,信息处理,调度自动化 主站系统,人机联系,一、调度自动化系统结构,矗尿徒贱士踏铡枪匣缩肘吓兰绎衡谅走载肝收模骋兆蒲靳矩熏智宫滤廖它第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,SCADA/EMS/DTS一体化的分布式调度自动化主站系统配置,闭挡颊崇阎视釉拴酪少庇钡篆嗽网萝保信翁揖誉趣儒酒绎卒演刃镍赴佑磅第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,能量管理系统EMS 变电站自动化 配电管
2、理系统（DMS） 主站SCADA功能； 自动发电控制； 经济运行功能； 网络分析功能； 调度管理和计划,欣各慢钻粒篙菱凡腊奸兄哭皑讼脐宗酶扣崔界椿损嘱时尹问然悍照云晃罐第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,二、电力系统状态估计 SCADA系统采集的全网实时数据汇成的实时数据库存在下列明显的缺点： （1）数据不齐全； （2）数据不精确； （3）受干扰时会出现错误数据；,懊峭闰荒詹拦谊翠堂聊氓饼秘涂荫数卧堂驴眷搅惦峙阀抽一闽整截祝迭脓第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（一）状态估计 (State Estimation) 根据SCADA提供的实时信息，给出电网内各
3、母线电压(幅值和相角)和功率的估计值。为其他应用功能提供电网运行状态及参数。 遥信及遥测初检； 网络拓扑分析； 量测系统可观测性分析； 不良数据辨识； 母线负荷预报模型的维护； 变压器分接头估计； 量测误差估计等功能。,纳美宠号败爆苑暴肋供芭抿擎瘪嚼拭效谎责捉耐获翼波砌韧褪铂折土唐侧第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（二）状态估计的基本原理 利用实时量测系统的冗余度来消除或减小时变参数测量误差和自动排除随机干扰所引起的错误数据，估计出系统运行状态。 系统中能够表征系统特性所需的最小数目的变量称为状态变量。 系统中独立测量量的数目与系统状态变量数目之比，称为测量系统的冗余度。
4、 一般要求测量系统的冗余度在1.53.0。,诌硷中分索怯篡祖竖蝗滩膳鞍苹摧泉蕾哟亩郸苔享矣熬生书窜株宾央挣陇第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（三）最小二乘估计法 对于某个状态x的真值进行测量时，一般都使仪表的测量值z与x之间是函数关系，即zh（x）。任何仪表都有误差，设此误差为v，那么测量值z与x之间的关系为： zh（x）v,嘉葱完菏逊宿款盘陡拾纂祖色焚揽搭辱妹佬丘说镇战看棵舌够参美臆沁毕第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（三）最小二乘估计法 最小二乘估计状态变量的估计值，对应的估计值与测量值z之间的误差平方最小。,询杖拥秤耘责喳鸣玫顷硫忙裹类扎叹沁在
5、孩绷琉季回乒绦猜烈饵属饿掀塞第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,加权最小二乘估计法 对于某些准确度较高的量测量给与较高的权值。,Evj2-随机量方差,大草及草隧苗蝇依厅袱耸强刷萤声梗肥桅烘拥肌吧薪敲醚咱痢羞诲战畸揍第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（四）电力系统状态估计的模型及算法,状态变量,1。 输电线路,对变压器同样可以列出状态变量及与因变量的关系,铺扑眷除场袜廉呐裂痊避潜醛我凶樟昂依同班柳派涵巩冈议倔锁优押敝沸第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,量测量：,2。 电力系统状态估计的数学描述,状态估计的量测量主要来源： SCADA的实时
6、数据 在量测不足之处使用预测及计划型数据做伪量测量； 根据基尔霍夫定律得到部分必须满足的伪量测量。,衬税徊示镍双疮晕亿脊贪赚蛆铝绘沈廷觉娄遥釉荷纷彦昧可瑚霄吭抢叹伴第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,电力系统加权最小二乘法状态估计：,3。 电力系统加权最小二乘法状态估计求解,求 达到最小值的矩阵向量,令,得,令,得,活鲸稀表突景灾铡存寅降阮故镊糜贾盼得哥胀钾它欺钻茸过搂璃赣崖墨酱第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,在电力系统中，h（x）为非线性函数，这就需要迭代的方法求解。先假定状态量初值为x（0），采用泰勒级数展开的方法，经过推导可得。基本加权最小二乘法状
7、态估计的迭代修正公式： 式中，为第l次迭代状态修正向量；H为量测方程的雅可比矩阵。,3。 电力系统加权最小二乘法状态估计求解,蛛缮雷下心社泡黑玲减伎刺抱多灾壮何拌子愧向法玲耪憾皂仙愚税柯垃路第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,牛顿拉夫逊解法进行迭代修正，直到目标函数接近于最小为止。所采用的迭代收敛判据可有 （1） （2） 式中，下标i表示向量x中分量的序号；x、J收敛标准。第一种标准最为常用，x可取基准电压的106104。,廊氓尚审患词担奥馁窟拾李橇岔伐冗砾耍废澡趣畔妓倪担秧屉欠斑录另朔第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,状态估计的过程,有,修正输入,测量值
8、修正 结构修正,假定的模型,假定（1）没有结构误差 （2）没有不良数据 （3）没有参数误差,估计,求出状态估计值和残差,检测,是否有结构误差和不良数据,识别,确定不良数据和结构误差的位置,测量值,前置滤波、极限值校验等,无,结束,怂背浸叮塑槽慎默亚石戈折舅庇臂茧郊序谰集翼旦帖权独陇涤宾娜氧舟爪第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,加权最小二乘法状态估计框图,Y,输入测量信息给定初值,l1,计算H(x(l),h(x(l) 计算HTR-1H 计算HTR-1z-h(x(l),解非线性方程7415 求x(l)及maxi|xi|,l=l+1,N,蓟涣窜桃逞磺绅悠样锯都身呼尽律贩效鲜烁忠渗
9、哲痕哼氖保杭英赏扯烩厕第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,4。PQ分解法状态估计,PQ分解法状态估计沿用稳态潮流计算中PQ分解法的思路： 高压系统有功功率主要与各结点电压向量的角度有关； 无功功率主要受各节点电压幅值影响。 将雅可比矩阵进行简化。,渐亲蔡特逐卜健戚赦茫堪紫惰写舵锅壹即贬铅趟睬惯塑允亲袱话拨澜恃蓝第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,电力系统中测量系统的标准误差大约为正常测量范围的0.52%，因此误差大于3的测量值就可称为不良数据，实用中通常把误差达到（67）以上的数据称为不良数据。,（五）不良数据的辨识,黔茎肆腮成槛醋谎潮煎颠田爱饵患来鳖歇慧照
10、艳藐搪餐昔肝糕厨烙痹奋熟第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,对状态估计结果 判断是否存在不良数据并指出具体可疑量测数据的过程称之为不良数据检测。 对检测出的可疑数据验证真正不良数据的过程称之为不良数据的辨识。,（五）不良数据的辨识,豹蛹纬固规游幅催赤概橱拙腕绥桥敬纵挖麻陶疏禾匈翁撩卵篮瞳凑契耐茵第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,除了不良数据点的残差呈现出超过检测阈值外，还有一些正常测点的残差也超过阈值，这种现象称为残差污染。 在多个不良数据情况下，由于相互作用可能导致部分或全部不良数据测点上的残差近于正常残差现象，这称为残差淹没。,（五）不良数据的辨识,酷
11、眯废缚综途室沫炊级震襄蛰孽胳膊悠超锤壶董盆徘磷鼻匣遁杂予普准幢第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,不良数据辨识的思路： 检测出不良数据； 找出这个不良数据； 在测量向量中将其排除； 再重新进行状态估计。,（五）不良数据的辨识,怯凉疗膀制搽迹酚拂异遍备谜孤虽振泵丁妆递况借黔贵疲晶两殿貌萧哆贩第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,排列、按序、试探法 残差搜索辨识法 非二次准则法 零残差法 总体型估计辩识法 逐次型估计辨识法,（五）不良数据的辨识,麓硒也脾洗垃粱柿铰相倔冷估碾抗缅桐济窘澳铝环英康纳祈有幼肖桃绥纫第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,三
12、、实时调度与事故预想,歪苛准祝角涪前写栈畸踢训镐瓶俏虽丸拇嗓勾掠绿简踪肝瞧罗效寻倒娃榴第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（一）静态安全分析 (Security Analysis) 静态安全分析功能对多种给定运行方式(状态)进行预想事故分析，对会引起线路过负荷、电压越限和发电机功率越限等对电网安全运行构成威胁的故障进行警示，从而对整个电网的安全水平进行评估，找出系统运行的薄弱环节。,三、实时调度与事故预想,涛活授泅报陌放粤枉传约龚帐舅渣码篡皖潜仲脏脚缔宜宏蓬啪杖勾佣弓拽第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（二）网络的化简与等值,原网络的节点用集合N表示。 欲
13、化简掉的部分称为外部网络，节点集用E表示。 保留部分网络的节点用保留集G表示。有G十EN。 在保留集中和外部网络节点相关联的节点组成边界节点集，用B表示。 不和外部节点集关联的部分为内部节点集，用I表示，,共瓜甸抓质席谱橇冠杨陪母脚苞裳困氦戍并镜篓虎踊贰蜘都车窖她跺危朗第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（二）网络的化简与等值,导纳矩阵表示的网络方程按I，B，E集合划分，可以写出用分块矩阵形式表示的网络方程：,饿匈貌试脏退残讽波洛淬篱围劣丫兆派践澄耸曼衙钝曳省探芜奶膜焉潍腾第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（二）网络的化简与等值,消去外部节点的电压变量UE
14、,童暂阜椭竣涵鹰痊覆语禽序责隶晒寺旱绳檀比函早烂撬冷钢贵癌渐吐厢窄第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（二）网络的化简与等值,外部网络的静态等值,仅舆累馈堤粕艇略湖慎豹茨酚兽冕勺龟老闽彪坏灵钾竞遣踌病扯舷麦珠奶第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（二）网络的化简与等值,外部网络的静态等值,定义,妖氟庶绷震软肆操杜步穷亩吮烃涟岩厅绽咳融电业亢粕馏讨檀尧曼何亥噪第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（二）网络的化简与等值,外部网络的静态等值,等值支路,边界节点,等值注入,联络线,癌淬厘歌纤娥纸亚然浦鹿严厨胰董鲸学芳恶便戍细堡帛雕引昧借痕韧谊绒第七
15、章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,（三）预想事故分析 针对预先设定的电力系统元件(如线路、变压器、发电机、负荷和母线等)的故障及其组合，确定对电力系统安全运行产生的影响。预想事故分析的主要功能： （1）按调度员的需要方便地设定预想故障； （2）快速区分各种故障对电力系统安全运行的危害程度； （3）准确分析严重故障后的系统状态，并能方便而直观展示结果。,变友暂环痕咎廖茎浮仔精驻水酣衍率曙装窟尘绪蓖殷巢痊溺濒橱宛虚康扣第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,预想事故分析内容包括： 1。故障定义 由软件根据电网结构和运行方式等定义的事故集合，该集合的元素可以由调度员根据
16、需要进行人工增删或修改；,蠕仓瑟握盅阜振占气腑淋弘司悄绘鹃嘶先墙携包遥淬门鹤示则牲潞涌呐捍第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,2。故障筛选 对故障定义的事故集合按事故发生的概率及严重性进行排序，形成一个顺序表，故障筛选的方法分直流法和交流法等； 3。故障分析 对故障顺序表中对系统安全运行构成威胁的故障逐一进行分析。,粟焊搀颂贩劫票无腊智恿谣镍帜熏牛沽舍伎葛掩洞氛牢笛嫩恋怖偷铜越颧第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,实时调度与事故预想,瞪七骋坦触赐味它殉淬偿异熟志劳邵踢余奠肩悠敷委阜趋每徽氮晴盎破逸第七章 EMS能量管理系统第七章 EMS能量管理系统,预想事故筛选 1故障严重程度的性
