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随着智能电网的提出,直接面向用户的电能质量和供电可靠性成为了电能发展的新目标。配电自动化的提出使上述目标成为了可能。配电自动化运行的前提是掌握电力系统的实际经济与安全状况,这就需要处理大量实时数据和历史数据。状态估计就是一种数据处理技术,通过对已有的量测设备所量测的数据进行处理得到更精确的数据和未安装量测设备节点的数据,排除了偶然出现的错误数据,为配电自动化提供完整、高精度的实时数据库。 为了获得高精度、低误差的配电网状态估计结果,本文首先总结了近年来国内外配电网状态估计技术的研究内容和研究现状,介绍了状态估计理论基础——基本加权最小二乘法的原理、权重确定方法及配电网状态估计常用方法的原理和特点,通过对四种常用配电网状态估计方法的分析对比,本文选择了节点电压为状态变量、牛顿法进行迭代的加权最小二乘法估计;其次通过对配电网量测系统的量测原理、误差原因和误差等级的介绍以及国家电网公司对遥测数据估计值误差的规定,得出基本加权最小二乘估计算法中权重的确定与实际情况不符;再次提出了一种定性和定量分析相结合的权重确定方法——层次分析法,利用层析分析法求出的权重满足一致性校验,说明该方法确定的状态估计算法中的权重是可行的、符合实际情况的;最后详细推导了配电网线路、调压器、变压器、补偿电容以及负荷等配电网元件在状态估计中的数学模型。 本文基于MATLAB平台编制了基本加权最小二乘法估计和层次分析法确定权重估计的程序,并通过算例对两种状态估计方法进行了仿真分析。本文中配电网状态估计算法的主体是电力系统状态估计中应用最广泛的加权最小二乘法,因此算例仿真分析分为两部分:一是通过电力系统对称模型算例IEEE14节点系统和IEEE30节点系统分析了提出的权重确定方法状态估计的可行性、正确性和适用性;二是通过不对称配电网模型算例IEEE34节点系统分析了该权重确定方法对配电网状态估计的适用性和优越性。在对配电网估计时,针对低精度负荷伪量测运用局部状态估计程序对其进行了优化处理,以提高其参与整体估计的精度。仿真结果表明,与基本加权最小二乘法相比,层次分析法确定权重的状态估计方法能进行状态估计计算且适用于不对称配电网状态估计,其估计结果精度高,误差小。 本文中提出的权重确定方法适用于一切以加权最小二乘法为基础的其他状态估计方法,为获得高精度实时数据库的配电网状态估计的深入研究有重要意义。