量測冗餘度

量測冗餘度表征可用於網路狀態估計的量測富餘程度的一個數值。量測冗餘度的高低是決定狀態估計結果好壞的重要條件。

基本介紹

• 中文名：量測冗餘度
• 外文名：Measurement redundancy
• 一級學科：工程技術
• 二級學科：電力工程
• 套用：狀態估計
• 作用：衡量狀態估計結果的好壞

量測冗餘度定義

量測冗餘度：量測量個數m與待估計的狀態量個數n之間的比值m/n。

系統冗餘度越高，對狀態估計採用一定的估計方法排除不良數據和消除誤差影響就越好。冗餘測量的存在是狀態估計可以提高數據精度的基礎。量測冗餘度的高低是決定狀態估計結果好壞的重要條件。

狀態估計

狀態估計（state estimation）根據可獲取的量測數據估算動態系統內部狀態的方法。對系統的輸入和輸出進行測量而得到的數據只能反映系統的外部特性，而系統的動態規律需要用內部（通常無法直接測量）狀態變數來描述。因此狀態估計對於了解和控制一個系統具有重要意義。

在確定性情形下，線性系統的狀態估計的主要方法有呂恩伯格觀測器。只有系統的能觀測部分（見能觀測性）的狀態才能重構，而且能以任意快的速度來重構，但在具體實現時則受到噪聲、靈敏度等因素的限制。在系統的裝置或其觀測通道受有隨機噪聲干擾時，則必須用統計估計方法來處理。依觀測數據與被估狀態在時間上的相對關係，狀態估計又可區分為平滑、濾波和預報3種情形。

適用於較小冗餘度的測量

參數錯誤會對狀態估計以及在此基礎上進行的計算、分析和控制產生長期的不利影響。但是相對狀態估計而言，有關電網支路參數估計的研究相對較少。己有的電網支路參數估計方法包括殘差靈敏度分析法、增廣狀態估計法、啟發式算法、基於相量測量單元量測的方法等。這些方法各具特點，但由於參數估計對量測噪聲較為敏感，在較小的量測冗餘度下，往往難以得到理想的估計結果。因此，繼續深人研究電網支路參數估計問題具有重要意義。

朱建全等綜合考慮了電力系統參數估計對量測冗餘度要求相對較高，以及系統量測設備有限、參數維護工作難度大等實際情況，著眼於研究一種基於主導性評估的電網支路參數估計方法，以有效解決在一定的量測條件下應該對哪些參數進行估計的問題，並能在此基礎上形成對主導性不同的參數進行交替估計的新方法，以提高估計算法的精度和數值穩定性。

PMU的最佳化配置

相量測量單元（phasor measurement unit，PMU）是廣域測量系統的重要組成部分，已在電力系統的實時分析和監控中得到套用。PMU最佳化配置工作主要集中在滿足全局可觀測或N-1故障情況可觀測條件下減少的PMU數量，且大部分文獻考慮的都是在系統中一步到位配置所有的PMU。實際上，由於PMU價格昂貴，系統難以一次性安裝全部所需的PMU，且電力系統網架也處於改造升級的多階段動態發展中，現有的PMU配置有可能會出現由於網路拓撲結構發生改變而導致一些節點或線路不可測的情況出現。

針對電力系統網架難以一次性全部安裝所需的相量測量單元PMU的問題，吳霜等提出考慮量測冗餘度的多階段PMU最佳化配置方法。首先給出系統量測冗餘度的計算方法，在保證每一階段最大限度地提高系統量測冗餘度及考慮已有PMU配置的基拙上，將PMU最佳化配置分為2個階段：第1階段保證系統全局可觀測;第2階段保證線上路N-1故障情況下不喪失對系統的觀測能力。接著採用改進遺傳禁忌搜尋算法，對新英格蘭39節點和IEEE 118系統進行算例仿真，得到多階段PMU最佳化配置方案。結果表明：考慮冗餘度的多階段PMU最佳化配置方法在保證每一階段安裝的PMU都能發揮最大效用的同時，很好地協調了PMU配置的經濟性和可靠性。