黃曉彤　謝翊昕

摘 要：配網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)是利用冗余的量測(cè)數(shù)據(jù)估計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，是配電管理系統(tǒng)各種高級(jí)應(yīng)用軟件的重要基礎(chǔ)。早期配網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)存在量測(cè)冗余不足，傳統(tǒng)最小二乘估計(jì)方法易受不良數(shù)據(jù)影響而降低狀態(tài)估計(jì)性能和結(jié)果精度。鑒于此，文章基于臺(tái)區(qū)電網(wǎng)中智能電表的實(shí)時(shí)量測(cè)信息，采用指數(shù)型等價(jià)權(quán)函數(shù)，建立了帶等式約束的指數(shù)加權(quán)最小二乘抗差估計(jì)模型，并將該方法在漳州典型臺(tái)區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試和實(shí)例分析。結(jié)果表明，文章模型方法能夠有效提高臺(tái)區(qū)電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)精度和收斂性能，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：臺(tái)區(qū)電網(wǎng)；狀態(tài)估計(jì)；抗差最小二乘；指數(shù)型權(quán)函數(shù)

1 概述

低壓臺(tái)區(qū)電網(wǎng)直接聯(lián)接于電力用戶，具有點(diǎn)多面廣、負(fù)荷變化頻繁等特點(diǎn)，為保證配電系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，加強(qiáng)對(duì)低壓臺(tái)區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)測(cè)與控制顯得尤為重要。配網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)則是根據(jù)一定的估計(jì)準(zhǔn)則，利用冗余的量測(cè)數(shù)據(jù)估計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為配電系統(tǒng)分析計(jì)算提供運(yùn)行狀態(tài)信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，是配電管理系統(tǒng)各種高級(jí)應(yīng)用軟件的重要基礎(chǔ)[1]。

漳州電網(wǎng)在配網(wǎng)自動(dòng)化工程建設(shè)初期，由于實(shí)時(shí)量測(cè)裝置較少導(dǎo)致系統(tǒng)量測(cè)冗余度不足，中低壓配網(wǎng)特別是低壓臺(tái)區(qū)電網(wǎng)通常只能根據(jù)電力用戶的歷史電量、容量、賬單、負(fù)荷類型等信息，構(gòu)造大量負(fù)荷功率偽量測(cè)來(lái)估計(jì)系統(tǒng)狀態(tài)，其估計(jì)精度難以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。隨著高級(jí)量測(cè)體系（Advanced Metering Infrastructure，AMI）的發(fā)展，智能電表作為AMI數(shù)據(jù)采集計(jì)量的核心設(shè)備，開始大規(guī)模推廣并應(yīng)用于漳州低壓臺(tái)區(qū)。目前，漳州臺(tái)區(qū)電網(wǎng)的智能電表覆蓋率已接近90%，智能電表可提供用戶終端的三相有功、無(wú)功和三相電壓電流幅值等實(shí)時(shí)量測(cè)[2]，從而為漳州臺(tái)區(qū)電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)帶來(lái)了新的契機(jī)。

最小二乘估計(jì)是正態(tài)分布的極大似然估計(jì)，模型簡(jiǎn)單，因此廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)；但傳統(tǒng)最小二乘估計(jì)方法抗粗差效果差，易受不良數(shù)據(jù)影響而直接降低狀態(tài)估計(jì)性能和結(jié)果精度。隨著抗差估計(jì)理論的發(fā)展及計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)已有文獻(xiàn)研究提出了抗差最小二乘估計(jì)方法，利用等價(jià)權(quán)函數(shù)賦予了傳統(tǒng)加權(quán)最小二乘估計(jì)抵制不良數(shù)據(jù)影響的能力[3]。

鑒于此，為提高臺(tái)區(qū)電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)性能和估計(jì)精度，文章結(jié)合漳州臺(tái)區(qū)智能電表的實(shí)時(shí)量測(cè)信息，采用指數(shù)型權(quán)函數(shù)，建立臺(tái)區(qū)電網(wǎng)指數(shù)加權(quán)最小二乘抗差估計(jì)模型。最后將該模型方法應(yīng)用于漳州典型臺(tái)區(qū)的工程實(shí)踐，以驗(yàn)證所提方法的實(shí)用性和有效性。

2 臺(tái)區(qū)電網(wǎng)指數(shù)加權(quán)最小二乘抗差估計(jì)模型

2.1 臺(tái)區(qū)電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)的量測(cè)方程

隨著智能電網(wǎng)高級(jí)量測(cè)體系（Advanced Metering Infrastructure，AMI）的發(fā)展，智能電表作為AMI數(shù)據(jù)采集計(jì)量的核心設(shè)備，開始廣泛應(yīng)用于漳州低壓臺(tái)區(qū)。根據(jù)低壓臺(tái)區(qū)電網(wǎng)的三相四線制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于臺(tái)區(qū)智能電表的實(shí)時(shí)量測(cè)信息，即用戶負(fù)荷終端的各相有功、無(wú)功以及節(jié)點(diǎn)電壓、電流幅值等實(shí)時(shí)量測(cè)，文章在節(jié)點(diǎn)注入電流方程的基礎(chǔ)上，建立狀態(tài)估計(jì)的量測(cè)方程，主要包括：

由此可知，當(dāng)系統(tǒng)量測(cè)無(wú)不良數(shù)據(jù)時(shí)，文章EFWLS方法與WLS估計(jì)的計(jì)算結(jié)果精度基本相同，且兩種方法計(jì)算的電壓幅值和相角的估計(jì)誤差（如表1中第2～3行）都很小。但當(dāng)系統(tǒng)存在不良數(shù)據(jù)時(shí)，EFWLS方法仍能保持較高的估計(jì)精度，其估計(jì)結(jié)果誤差明顯小于WLS方法的估計(jì)結(jié)果，即文章方法能夠有效抑制不良數(shù)據(jù)影響。因此，文章EFWLS方法具有較高的估計(jì)精度和良好的抗差性能。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章基于漳州臺(tái)區(qū)電網(wǎng)中智能電表的實(shí)際量測(cè)信息，采用指數(shù)型等價(jià)權(quán)函數(shù)，建立了臺(tái)區(qū)電網(wǎng)指數(shù)加權(quán)最小二乘抗差估計(jì)模型，并介紹了該方法在漳州臺(tái)區(qū)電網(wǎng)中的應(yīng)用方法和實(shí)際應(yīng)用效果。現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，臺(tái)區(qū)電網(wǎng)指數(shù)加權(quán)最小二乘抗差估計(jì)方法能夠抑制不良數(shù)據(jù)影響，有效提高臺(tái)區(qū)狀態(tài)估計(jì)結(jié)果精度和收斂性能，具有良好的工程應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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