配电网作为直面用户的环节,准确掌握其运行状态对供电质量的保证至关重要。目前,配电网仅对有限的关键节点和重要分支进行电压、电流、功率及功角等实时量测,在配电变压器处进行负荷的稀疏量测,这些量测很难满足对供电区域完全可观的要求。状态估计利用少量的量测就可以对全区域的运行状态进行估计,是一种在输电网中已广泛应用的技术。由于配电网的结构特点和输电网差别较大,所以在配电网中尚未普及。实际上配电网的线路一般较短,对电压幅值的估计需求高于相角,所以本文计及配电网的测量水平,将配电网负荷建模和电压估计综合考虑,结合理论分析与实例仿真,提出适用于配电网的负荷误差建模方法以及配电网馈线电压估计方法。由于负荷测量数据一般较多,所以利用高斯混合模型对负荷数据进行聚类。由聚类的方差,计算其测量不确定度,利用测量不确定度在离散度上对负荷数据作初步的筛选;同时,根据负荷变化与电压电流变化、温度变化的对应关系,计算其相关性进行数据合理性的二次判断。通过两次合理性判断达到有效筛选负荷数据的目的。对于电力系统的负荷模型,首次将误差建模原理应用到配电网负荷建模。借鉴图像恢复的误差建模方法以及机床加工上热误差的补偿处理手段,提出基于压缩感知算法恢复“缺失”的负荷数据,再由最大节点电压差计算补偿负荷的负荷误差建模方法。针对馈线缺乏测量装置的配电网,利用等效负荷矩原理和基于负荷的误差模型,将复杂的馈线结构等效为总长度不变,末端接一个等效负荷的简单拓扑,利用这个简单拓扑对馈线沿线电压进行估计。该方法对变压器选址和业务扩展电压估计都有较强的实用性。对于馈线配置有FTU的配电网,在FTU处对馈线进行解耦,将馈线的电压估计分成并行的区间同时计算,可以提高电压估计的计算速度和精度。同时,考虑风电出力的不确定性,利用连续区间潮流对接入风电的配电网电压进行估计,得到出力波动区间对应的电压波动范围,更接近电网运行的实际情况。