關于提高狀態估計遙測合格率的研究與實踐

余知真 鄭洪波 唐曉玲

摘 要：狀態估計是電力調度系統中必備的基礎應用模塊，文章從拓撲結構、遙測數據、設備參數等多個方面著手分析了影響狀態估計遙測合格率的各項因素，并針對性的提出了提高狀態估計遙測合格率的方法，總結了狀態估計運行過程中的缺陷檢查流程及相關實踐經驗。

關鍵詞：狀態估計；遙測合格率；參數維護；模型

引言

近年來，隨著電力系統的迅速發展，電力系統的結構和運行方式日趨擴大和復雜，電網調度從經驗型向分析型和智能型轉變。電網高級應用軟件正是幫助電網調度完成這一轉變的有力工具，其中狀態估計模塊是PAS高級應用軟件的重要基礎模塊之一。狀態估計是根據SCADA系統提供的實時信息，給出電網內各母線電壓和功率的估計值，主要完成遙信及遙測初檢、網絡結構辨識、量測系統可觀測性檢測、不良數據辨識、母線負荷預報模型的維護、變壓器分接頭估計、量測誤差估計等功能，為其它分析軟件提供基態潮流斷面，是其它高級應用軟件和DTS的基礎[1]。

文章主要從狀態估計的實用性出發，分析了影響狀態估計遙測合格率的各項因素，從網絡建模、參數管理、可疑數據排查等多方面著手，開展了電力系統狀態估計實用化技術的研究與實踐，并提出了有效的狀態估計維護手段，以改進運行數據質量，為電力調度決策提供可靠依據。

1 狀態估計基本流程

電力系統自動化系統中，遙測遙信的誤差和錯誤無法避免，且遙測遙信的覆蓋率不能達到100%。因此，調度員潮流無法直接在SCADA系統遙測遙信生數據的基礎上進行分析，需要狀態估計以冗余的遙測為基礎，利用電力系統內在約束和概率統計原理排除遙測遙信錯誤、減小誤差、補充遙測，這就是狀態估計功能實現的過程。狀態估計的功能流程圖[2]如圖1所示。

2 影響狀態估計遙測合格率的因素

狀態估計遙測合格率是衡量狀態估計計算精度的重要指標，它能有效的評估廠站接收數據的準確性，現已成為一個地區電網運行情況的重要考核指標[3]。在實際運行過程中，遙測狀態估計合格率受多種因素的綜合影響，總結為以下幾個方面。

2.1 拓撲結構不正確

變電站的拓撲結構是通過設備定義和變電站實際上送的遙信基礎數據生成的。實際運行中，由于模型維護不及時，變壓器類型、線路等值屬性等變電站設備定義不正確，設備連接空掛未及時處理等原因造成設備連接關系錯誤；或由于SCADA采集的遙信位置有誤、偽遙信未及時清除及自動偽遙信功能判定不準確等原因造成遙信基礎數據不準確是造成拓撲結構不正確的重要原因。

2.2 設備參數不正確

變壓器、線路、容抗器、發電機等的設備參數[4]是支撐狀態估計的重要依據，例如：系統正確輸入變壓器額定電壓、線路損耗等參數信息，狀態估計將會根據這些參數信息估算出理論上正確的變壓器高中低側的有功無功值。因此，設備參數是影響狀態估計遙測合格率的重要因素之一。

2.3 遙測數據不正確[5]

由于變電站本身采樣的誤差或者硬件二次采樣回路上的故障導致廠站采樣數據不準確如有功無功數值的不平衡、電流或主變檔位數據的嚴重偏差等勢必會影響遙測合格率。另外，由于變電站采集數據極性定義不正確，沒有按照嚴格的“負進正出”的要求設定數據的正負號，影響拓撲潮流，也是遙測不準確的主要原因。

3 提高狀態估計遙測合格率的措施

3.1 及時正確的建立網絡模型，保證網絡拓撲的正確性

正確定義設備類型，尤其是變壓器類型、線路等值屬性等；及時排查節點入庫過程中系統給出的出錯或告警信息，對于一次主設備相關節點空掛的告警，應該引起重視，做到重要告警排查完畢后再入庫；邊界母線需要細致處理，向本系統提供功率支持的外部線路可等值為發電機，從本系統吸收功率的外部線路可等值為負荷；本系統未采集的遙測量引起的功率不平衡現象如廠用電、所用電量測未采集導致的較大不平衡量，需在模型中添加等值負荷予以平衡。

3.2 做好設備參數工作，保證設備參數的正確性和及時性

規范管理模式，將參數管理工作列入廠站新建和改造管理流程中，并納入新設備投運驗收工作。新設備投運前，新設備參數必須體現在基建部門向運方人員提交的設備投運申請書中，運方人員將設備投運申請書連同新設備命名文件一起流轉直自動化專職人員，保證設備參數的正確性和及時性。所提供參數的正確性由運方專職把關，由自動化專職人員負責錄入與核對。

3.3 做好基礎數據維護工作

基礎數據的完善是電力調度自動化人員一項長期持續的工作，“四遙”數據的完整和準確，直接影響著電力調度系統的運行。（1）加大調度自動化系統的檢查和維護工作，及時發現基礎數據錯誤，與相關專業人員積極溝通，配合處理錯誤數據。（2）對于狀態估計中設置的偽遙信、偽量測應做好記錄并及時消缺。（3）正確定義主變及線路量測的潮流方向，統一定義為：以母線為參照，流出母線的功率方向為正，流入母線的功率方向為負，并在新設備數據核對時校準潮流方向。

4 狀態估計遙測合格率異常的排查方法

若出現狀態估計遙測合格率異常，可按以下步驟進行排查：首先，排除遙信預處理和遙測預處理中的錯誤，這些錯誤主要由于實際遙測遙信有誤或連接關系有誤導致。對于線路或變壓器功率不平衡，如果實際檢查遙測無誤，則說明參數不正確。其次，排查可疑數據表中計算值為零的項和量測值為零的項，多數為連接關系有誤或者遙信有誤導致。然后，排查其他有功量測項，檢查量測是否準確。最后，排查可疑數據表中的無功和電壓項，主要由變壓器參數錯誤和分接頭位置不正確引起，需改正參數并保證變壓器分接頭位置和現場一致（部分特殊的變壓器有多個額定檔或變壓器檔位排列順序和一般變壓器不同，需進行特殊處理），其它相關參數如：電容/電抗器容量值不正確，電容/電抗器相關的開關刀閘遙信與現場不一致，高壓長線路電納值不匹配等都需加以核實。

5 結束語

狀態估計對基礎自動化提出了更高的要求，只有當基礎遙測遙信采集量分布全、準確度高時，狀態估計才能真正起作用，并為其他PAS模塊提供真實可用的實時斷面，狀態估計（本質上決定了）不可能在一個量測冗余度低、差錯率高的系統中正常運行。因此，從以上幾方面入手，切實、有效地提高狀態估計遙測合格率，為PAS各大應用模塊的實用化打好堅實的基礎。

參考文獻

[1]于爾鏗.電力系統狀態估計[M].北京：中國水利水電出版社，1985.

[2]周華鋒，胡亞平，謝國財，等.電力調度狀態估計的實用技術研究與實踐[J].南方電網技術，2014，8（3）：21-26.

[3]王蘋，嚴廷峰，付余民.威海電網提高遙測估計合格率的方法[J].中國科技信息，2009（4）：70-71.

[4]李曉兵.影響遙測估計合格率的常見原因分析及改進措施[J].湖南電力，2011，31（6）：33-35.

[5]馮威.提高調度自動化系統中狀態估計合格率的探索[J].電子技術與軟件工程，2013（23）：268.