基于正交分解的电力系统状态估计可观性分析

赵友国，刘尚伟，王冠中，徐海柱，李富伟，逄 春

（1.东方电子股份有限公司，山东 烟台 264000；2.浙江大学 电气工程学院，杭州 310008）

0 引言

大规模随机波动的新能源发电设备正广泛改变传统可控/可计划的电网运行模式，其中，新能源并网功率的随机性、间歇性导致电力系统的运行状态难以准确估计，对EMS（能量管理系统）的功能实施带来了挑战[1]。量测数据的可观性分析是保证状态估计有效实施的前提，当量测数据不完全可观时，可以提供可观孤岛等信息，进而指导量测装置的选址，以实现系统量测数据的完全可观。有必要指出，随着中国电力事业的快速发展，高压网架的可观性已满足状态估计需求，但对于海量节点的中低压网架，特别是配电网络，由于节点数量大、投资成本高，当前尚未将数据测量覆盖至每一个节点，因此仍有必要研究状态估计的可观性问题，这对于构建成本可控的配电网络状态估计系统具有实际意义。

针对状态估计可观性分析的研究可以追溯到上世纪70 年代，E.E.Fetzer 等将现代控制理论中的可观性概念引入到电力系统静态状态估计问题，通过将线性系统中的动态过程置零，证明了电力系统静态状态估计的可观性本质上与线性系统可观性保持一致[2]。

可观性分析的方法主要分为图论类方法和数值计算法。电力系统静态状态估计的可观性概念建立以后，首先发展的是图论类方法[3]。图论类方法将量测装置获得的数据与输电网络的线路相互关联，通过量测装置数据覆盖到的线路能否组成连通树来判断系统的可观性。……