关于提高状态估计遥测合格率的研究与实践

余知真 郑洪波 唐晓玲

摘 要：状态估计是电力调度系统中必备的基础应用模块，文章从拓扑结构、遥测数据、设备参数等多个方面着手分析了影响状态估计遥测合格率的各项因素，并针对性的提出了提高状态估计遥测合格率的方法，总结了状态估计运行过程中的缺陷检查流程及相关实践经验。

关键词：状态估计；遥测合格率；参数维护；模型

引言

近年来，随着电力系统的迅速发展，电力系统的结构和运行方式日趋扩大和复杂，电网调度从经验型向分析型和智能型转变。电网高级应用软件正是帮助电网调度完成这一转变的有力工具，其中状态估计模块是PAS高级应用软件的重要基础模块之一。状态估计是根据SCADA系统提供的实时信息，给出电网内各母线电压和功率的估计值，主要完成遥信及遥测初检、网络结构辨识、量测系统可观测性检测、不良数据辨识、母线负荷预报模型的维护、变压器分接头估计、量测误差估计等功能，为其它分析软件提供基态潮流断面，是其它高级应用软件和DTS的基础[1]。

文章主要从状态估计的实用性出发，分析了影响状态估计遥测合格率的各项因素，从网络建模、参数管理、可疑数据排查等多方面着手，开展了电力系统状态估计实用化技术的研究与实践，并提出了有效的状态估计维护手段，以改进运行数据质量，为电力调度决策提供可靠依据。

1 状态估计基本流程

电力系统自动化系统中，遥测遥信的误差和错误无法避免，且遥测遥信的覆盖率不能达到100%。因此，调度员潮流无法直接在SCADA系统遥测遥信生数据的基础上进行分析，需要状态估计以冗余的遥测为基础，利用电力系统内在约束和概率统计原理排除遥测遥信错误、减小误差、补充遥测，这就是状态估计功能实现的过程。状态估计的功能流程图[2]如图1所示。

2 影响状态估计遥测合格率的因素

状态估计遥测合格率是衡量状态估计计算精度的重要指标，它能有效的评估厂站接收数据的准确性，现已成为一个地区电网运行情况的重要考核指标[3]。在实际运行过程中，遥测状态估计合格率受多种因素的综合影响，总结为以下几个方面。

2.1 拓扑结构不正确

变电站的拓扑结构是通过设备定义和变电站实际上送的遥信基础数据生成的。实际运行中，由于模型维护不及时，变压器类型、线路等值属性等变电站设备定义不正确，设备连接空挂未及时处理等原因造成设备连接关系错误；或由于SCADA采集的遥信位置有误、伪遥信未及时清除及自动伪遥信功能判定不准确等原因造成遥信基础数据不准确是造成拓扑结构不正确的重要原因。

2.2 设备参数不正确

变压器、线路、容抗器、发电机等的设备参数[4]是支撑状态估计的重要依据，例如：系统正确输入变压器额定电压、线路损耗等参数信息，状态估计将会根据这些参数信息估算出理论上正确的变压器高中低侧的有功无功值。因此，设备参数是影响状态估计遥测合格率的重要因素之一。

2.3 遥测数据不正确[5]

由于变电站本身采样的误差或者硬件二次采样回路上的故障导致厂站采样数据不准确如有功无功数值的不平衡、电流或主变档位数据的严重偏差等势必会影响遥测合格率。另外，由于变电站采集数据极性定义不正确，没有按照严格的“负进正出”的要求设定数据的正负号，影响拓扑潮流，也是遥测不准确的主要原因。

3 提高状态估计遥测合格率的措施

3.1 及时正确的建立网络模型，保证网络拓扑的正确性

正确定义设备类型，尤其是变压器类型、线路等值属性等；及时排查节点入库过程中系统给出的出错或告警信息，对于一次主设备相关节点空挂的告警，应该引起重视，做到重要告警排查完毕后再入库；边界母线需要细致处理，向本系统提供功率支持的外部线路可等值为发电机，从本系统吸收功率的外部线路可等值为负荷；本系统未采集的遥测量引起的功率不平衡现象如厂用电、所用电量测未采集导致的较大不平衡量，需在模型中添加等值负荷予以平衡。

3.2 做好设备参数工作，保证设备参数的正确性和及时性

规范管理模式，将参数管理工作列入厂站新建和改造管理流程中，并纳入新设备投运验收工作。新设备投运前，新设备参数必须体现在基建部门向运方人员提交的设备投运申请书中，运方人员将设备投运申请书连同新设备命名文件一起流转直自动化专职人员，保证设备参数的正确性和及时性。所提供参数的正确性由运方专职把关，由自动化专职人员负责录入与核对。

3.3 做好基础数据维护工作

基础数据的完善是电力调度自动化人员一项长期持续的工作，“四遥”数据的完整和准确，直接影响着电力调度系统的运行。（1）加大调度自动化系统的检查和维护工作，及时发现基础数据错误，与相关专业人员积极沟通，配合处理错误数据。（2）对于状态估计中设置的伪遥信、伪量测应做好记录并及时消缺。（3）正确定义主变及线路量测的潮流方向，统一定义为：以母线为参照，流出母线的功率方向为正，流入母线的功率方向为负，并在新设备数据核对时校准潮流方向。

4 状态估计遥测合格率异常的排查方法

若出现状态估计遥测合格率异常，可按以下步骤进行排查：首先，排除遥信预处理和遥测预处理中的错误，这些错误主要由于实际遥测遥信有误或连接关系有误导致。对于线路或变压器功率不平衡，如果实际检查遥测无误，则说明参数不正确。其次，排查可疑数据表中计算值为零的项和量测值为零的项，多数为连接关系有误或者遥信有误导致。然后，排查其他有功量测项，检查量测是否准确。最后，排查可疑数据表中的无功和电压项，主要由变压器参数错误和分接头位置不正确引起，需改正参数并保证变压器分接头位置和现场一致（部分特殊的变压器有多个额定档或变压器档位排列顺序和一般变压器不同，需进行特殊处理），其它相关参数如：电容/电抗器容量值不正确，电容/电抗器相关的开关刀闸遥信与现场不一致，高压长线路电纳值不匹配等都需加以核实。

5 结束语

状态估计对基础自动化提出了更高的要求，只有当基础遥测遥信采集量分布全、准确度高时，状态估计才能真正起作用，并为其他PAS模块提供真实可用的实时断面，状态估计（本质上决定了）不可能在一个量测冗余度低、差错率高的系统中正常运行。因此，从以上几方面入手，切实、有效地提高状态估计遥测合格率，为PAS各大应用模块的实用化打好坚实的基础。

参考文献

[1]于尔铿.电力系统状态估计[M].北京：中国水利水电出版社，1985.

[2]周华锋，胡亚平，谢国财，等.电力调度状态估计的实用技术研究与实践[J].南方电网技术，2014，8（3）：21-26.

[3]王苹，严廷峰，付余民.威海电网提高遥测估计合格率的方法[J].中国科技信息，2009（4）：70-71.

[4]李晓兵.影响遥测估计合格率的常见原因分析及改进措施[J].湖南电力，2011，31（6）：33-35.

[5]冯威.提高调度自动化系统中状态估计合格率的探索[J].电子技术与软件工程，2013（23）：268.