状态估计对电力系统的作用

多转换器直流电力电子系统由几个子系统组成，我们首要关注的是其安全。系统的安全是指在系统正常状态下实时地保证系统的持续运行。如果系统处于额定状态，如无过载、无过压、无欠电压，并且满足负载需求，则被视为正常。

在所有情况下，系统的控制中心应维持系统的安全性。在出现扰动时，它必须向子系统发出控制指令以保证安全。例如，当系统出现故障时，控制中心需要识别它，然后隔离故障区域，消除故障并恢复故障区域。控制中心必须获得全面的系统信息，而且这些信息是实时自动更新的。因此，出于安全和控制的考虑，需要对系统进行监视。提供给控制中心的系统监视结果有实时测量结果、网络拓扑信息及各处变换器的控制器信息^{［39，40］}。但是对所有必要信号进行测量不太可能。而且要获取所有可能的测量结果也不经济。因而我们需要从不完整且有噪声的实时测量中获取完整的必要信息（系统所有的状态变量）提供给控制中心。

图7-24所示为控制中心主要子系统的框图。状态估计器根据各种测量结果估计系统的状态，即总线电压和总线电流。这些测量涉及各种线路功率、总线电压、变换器输入输出功率及有关断路器、开关、变换器和配电线状态的信息。状态估计器通过求解一个非线性优化问题得到整个系统的状态估计值。实际上，状态估计是一个根据带噪声数据计算状态变量，并进行估计的数学过程。只要估计出状态，就可以估计感兴趣的其他量，如线路功率。

(www.xing528.com)

图7-24 控制中心主要子系统框图

图7-24中，网络拓扑处理器根据原始网络拓扑信息得到在线系统框图。滤波器查找测量结果中明显的矛盾。除滤波器外，还需要不良数据处理。不良数据处理器检查测量结果中可能的不良数据。任何测量结果如果被标记为不良，则会被删除或更正，以保证状态估计不会出现偏差。此外，分析器测试得到的测量结果是否足以用来估计整个系统状态。如果测试失败，就会识别出系统中的观测孤岛和不可测分支。如前所述，状态估计器的输出用来进行安全分析、意外分析、经济分配、负载预报以及最终触发适当的控制行为。