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摘要：为了确保变电站调度中心数据与信息的精确度与可靠度，必须对变电站内的三相非线性状态进行评估，并根据零阻抗支路的具体情况，做好有效的量测与拓扑。本文通过对变电站状态的评估技术进行研究，探究该项技术在工程中的硬件配置的信息，对变电站与调度中心的信息联动情况、与站域量测的信息集成情况，以及变电站的周期性选择方面的问题进行了分析，并对该项技术对于工程所带来的经济效益与社会效益进行了阐述，以期能在最大程度上提高电网实时监控的能力。
关键词：变电站状态估计；效益分析；数据辨识；智能变电站
引言
一般情况下，变电站的状态估计工作必须要在电力调度中心来实施，以确保能够搜集到最为科学合理的数据与信息。但是随着电网系统的逐渐庞大，电力调度中心的量测系统局部的数据冗余度不能满足实际的量测需求，这使得该种传统的拓扑错误信息检测与数据辨识，成为了变电站状态估计的一个难点与重点。
随着科技的进步与社会的发展，变电站数字化技术也在蓬勃发展并不断创新，使得信息与数据的采集能够更加的快速与准确。我国在2009年开始，就颁布了相关的发文，要求国家电力调度中心必须严格按照电力调度自动化基础数据的标准，全面开展质量综合整治的工作，以提高数据搜集的精确性与及时性。例如，可以通过采用综自、PMU等技术，来提高电力调度中心对于变电站状态估计的监测与分析的准确性，并有效解决各地变电站信息与数据的冗余性，与提高变电站电网的运行与调度的智能化程度。Georgia理工大学根据变电站的状态估计提出了相应的计算方法。基于Super Calibrator的计算法，在变电站中建立了相关的三相非线性状态评估模型，并对变电站的量测信道进行建模。为了更好地对电力系统的量测数据进行有效地校正，必须充分采取同步量测与非同步量测相结合的方式进行数据搜集与计算。
1、对于变电站的状态估计计算方法进行简单的介绍
本文中所介绍的变电站状态估计方法，是基于KCL的三相非线性状态估计法。采取三相非线性状态估计计算法，首先就需要忽略各电压等级中的零阻抗支路之间的互相感应特性，与此同时，在所有由零阻抗支路所组成的回路当中，要确保三相电路能够自然产生解耦，就需要充分考虑多源三相量测的因素，其中就包括PMU，即Phasor Measurement U－nit，相量量测单元，以及RTU，即Remote Terminal Unit，远方终端单元。然后在KCL的基础上，建立三相非线性零阻抗状态的评估分析的模型，然-后依次对零阻抗电压的实际状态与零阻抗的功率的状态进行科学合理地评估。而对于电力系统的模拟数据，可以选择采用正则化残差来对模拟量坏数据进行有效地筛选，将不合理的数据与信息进行剔除。另外，可以运用拓扑检错的方法，来对电力系统的开关状态进行辨识，将系统中的模拟量坏数据，以及通过正则化残差方法得出的拓扑错误进行解耦与辨识。三相非线性零阻抗状态评估分析模型，具有高度的信息冗余特点，并且估计的结果非常准确与可靠，计算的速度也比传统的估计计算方法要快，有着强烈的可操作性。
2、变电站的状态估计在工程中的具体应用
2.1 变电站站内的硬件配置情况分析
在变电站中，一般情况下，站内的硬件配置主要由用于状态估计的服务器所组成，该服务器必须要采用双网双卡的配置，并且需要保证网卡一与电力调度中心数据网的路由器紧密连接；而网卡二需要通过网络交换设备，与远程装置相互连接，在最大程度上确保电力系统网络的正常运行。变电站中，用于状态估计的硬件配置示意图如图1所示。
2.2 变电站区域内的量测信息的集成分析
要做好变电站的状态评估分析，就需要对电力系统等进行有效的监测与控制，一般情况下，还需要同时采用PMU的方式，对电力系统的实时数据与信息进行记录，并作为变电站状态估计的输入项。值得注意的是，对变电站进行监测控制，以及采用PMU方法进行信息配置，需要单独进行组网，在这种状态下，还必须保证变电站的状态估计服务器能够在同一时间内，有效地连接到电力系统监测控制网络与PMU的配置网络。对于一些智能化、数字化的变电站来说，在变电站的状态估计服务器等设置当中，还需要配置相关的IED的数据集，以及报告属性等网络信息，进而通过制造相关的MMS，即报文规范，来获取评估变电站状态的监测控制的重要数据与信息。而对于一些非智能化和数据化的变电站来说，要想获取变电站中的监测控制装置中的遥测等方面的数据与信息，就需要通过综自系统将报文传递给变电站状态估计服务器设备，一般情况下，我们会采用IEC104规约报文的形式来实现这一操作。与此同时，变电站状态估计服务器设备还需要通过与电力中心的调度数据网络连接的路由器，并采用IEEEI344规约的方式，来获取PMU集中器中的同步的相量信息与数据。
3、变电站状态估计的工程效益分析
3.1 对于变电站状态估计计算方式的可靠性与及时性分析
由于变电站站内的量测信息来自很多不同的地方，其中就包括RTU、PMU等数据源头，这就使得变电站站内的量测信息的冗余度程度相对来说比较高，并且信息与数据的搜集速度也比传统的变电站状态估计方式的速度要快很多，因此，在此种状态下，变电站状态的估计的效果就显得非常精确，可靠性也非常高，对于国家电力系统的运行与操作带来了很大的便利。特别是在采用三相非线性量测技术之后，使得变电站站内的开关上面，具有非常丰富的三相量测的信息与数据，拓扑检错的能力也在不断地提高，可以在最大程度上降低拓扑监测的误差。另一方面，因为变电站站内的电力网络系统规模比较小，信息与数据的运算速度相对来说就非常迅速，而且实时性也非常高，这对于国家电力系统的升级有着非常巨大的作用。
3.2 变电站状态估计的结果对于电力系统监控能力的作用
通过对变电站状态估计的效果进行有效分析，可以及时地对电力系统中存在的问题或者不正常的运作情况进行预警，以便相关部门的工作人员及时有效地进行处理，以确保电力系统的正常运行。
(1)对量测坏数据的个数进行预警。通过对变电站状态估计的过程进行合理有效地分析，计算出坏数据的个数，在最大程度上确保变电站的正常运行。
(2)对开关的非一致性进行及时的预警。电网中的三相开关需要保持在同步的运行状态中，一旦发现三相开关出现非一致性，就极有可能存在电网故障，这时就需要及时将故障信息报告给相关工作人员，并进行及时有效地处理。在华东电网的拳变电站中，已经全面实施了变电站状态估计的方法，当2011年9月发生开关非一致情况时，就得到了及时地处理。表1为该电站中的开关状态错误的辨识结果。
4、结语
本文通过对变电站状态估计的工程实践进行探讨，分析了该项技术对于电力工程的效益，并有效地解决了电力调度中心基础数据的可靠性与准确性方面的问题，为我国的电力系统工程的发展壮大提供了有利的依据与保障。
关键词：变电站状态估计；效益分析；数据辨识；智能变电站
引言
一般情况下，变电站的状态估计工作必须要在电力调度中心来实施，以确保能够搜集到最为科学合理的数据与信息。但是随着电网系统的逐渐庞大，电力调度中心的量测系统局部的数据冗余度不能满足实际的量测需求，这使得该种传统的拓扑错误信息检测与数据辨识，成为了变电站状态估计的一个难点与重点。
随着科技的进步与社会的发展，变电站数字化技术也在蓬勃发展并不断创新，使得信息与数据的采集能够更加的快速与准确。我国在2009年开始，就颁布了相关的发文，要求国家电力调度中心必须严格按照电力调度自动化基础数据的标准，全面开展质量综合整治的工作，以提高数据搜集的精确性与及时性。例如，可以通过采用综自、PMU等技术，来提高电力调度中心对于变电站状态估计的监测与分析的准确性，并有效解决各地变电站信息与数据的冗余性，与提高变电站电网的运行与调度的智能化程度。Georgia理工大学根据变电站的状态估计提出了相应的计算方法。基于Super Calibrator的计算法，在变电站中建立了相关的三相非线性状态评估模型，并对变电站的量测信道进行建模。为了更好地对电力系统的量测数据进行有效地校正，必须充分采取同步量测与非同步量测相结合的方式进行数据搜集与计算。
1、对于变电站的状态估计计算方法进行简单的介绍
本文中所介绍的变电站状态估计方法，是基于KCL的三相非线性状态估计法。采取三相非线性状态估计计算法，首先就需要忽略各电压等级中的零阻抗支路之间的互相感应特性，与此同时，在所有由零阻抗支路所组成的回路当中，要确保三相电路能够自然产生解耦，就需要充分考虑多源三相量测的因素，其中就包括PMU，即Phasor Measurement U－nit，相量量测单元，以及RTU，即Remote Terminal Unit，远方终端单元。然后在KCL的基础上，建立三相非线性零阻抗状态的评估分析的模型，然-后依次对零阻抗电压的实际状态与零阻抗的功率的状态进行科学合理地评估。而对于电力系统的模拟数据，可以选择采用正则化残差来对模拟量坏数据进行有效地筛选，将不合理的数据与信息进行剔除。另外，可以运用拓扑检错的方法，来对电力系统的开关状态进行辨识，将系统中的模拟量坏数据，以及通过正则化残差方法得出的拓扑错误进行解耦与辨识。三相非线性零阻抗状态评估分析模型，具有高度的信息冗余特点，并且估计的结果非常准确与可靠，计算的速度也比传统的估计计算方法要快，有着强烈的可操作性。
2、变电站的状态估计在工程中的具体应用
2.1 变电站站内的硬件配置情况分析
在变电站中，一般情况下，站内的硬件配置主要由用于状态估计的服务器所组成，该服务器必须要采用双网双卡的配置，并且需要保证网卡一与电力调度中心数据网的路由器紧密连接；而网卡二需要通过网络交换设备，与远程装置相互连接，在最大程度上确保电力系统网络的正常运行。变电站中，用于状态估计的硬件配置示意图如图1所示。
2.2 变电站区域内的量测信息的集成分析
要做好变电站的状态评估分析，就需要对电力系统等进行有效的监测与控制，一般情况下，还需要同时采用PMU的方式，对电力系统的实时数据与信息进行记录，并作为变电站状态估计的输入项。值得注意的是，对变电站进行监测控制，以及采用PMU方法进行信息配置，需要单独进行组网，在这种状态下，还必须保证变电站的状态估计服务器能够在同一时间内，有效地连接到电力系统监测控制网络与PMU的配置网络。对于一些智能化、数字化的变电站来说，在变电站的状态估计服务器等设置当中，还需要配置相关的IED的数据集，以及报告属性等网络信息，进而通过制造相关的MMS，即报文规范，来获取评估变电站状态的监测控制的重要数据与信息。而对于一些非智能化和数据化的变电站来说，要想获取变电站中的监测控制装置中的遥测等方面的数据与信息，就需要通过综自系统将报文传递给变电站状态估计服务器设备，一般情况下，我们会采用IEC104规约报文的形式来实现这一操作。与此同时，变电站状态估计服务器设备还需要通过与电力中心的调度数据网络连接的路由器，并采用IEEEI344规约的方式，来获取PMU集中器中的同步的相量信息与数据。
3、变电站状态估计的工程效益分析
3.1 对于变电站状态估计计算方式的可靠性与及时性分析
由于变电站站内的量测信息来自很多不同的地方，其中就包括RTU、PMU等数据源头，这就使得变电站站内的量测信息的冗余度程度相对来说比较高，并且信息与数据的搜集速度也比传统的变电站状态估计方式的速度要快很多，因此，在此种状态下，变电站状态的估计的效果就显得非常精确，可靠性也非常高，对于国家电力系统的运行与操作带来了很大的便利。特别是在采用三相非线性量测技术之后，使得变电站站内的开关上面，具有非常丰富的三相量测的信息与数据，拓扑检错的能力也在不断地提高，可以在最大程度上降低拓扑监测的误差。另一方面，因为变电站站内的电力网络系统规模比较小，信息与数据的运算速度相对来说就非常迅速，而且实时性也非常高，这对于国家电力系统的升级有着非常巨大的作用。
3.2 变电站状态估计的结果对于电力系统监控能力的作用
通过对变电站状态估计的效果进行有效分析，可以及时地对电力系统中存在的问题或者不正常的运作情况进行预警，以便相关部门的工作人员及时有效地进行处理，以确保电力系统的正常运行。
(1)对量测坏数据的个数进行预警。通过对变电站状态估计的过程进行合理有效地分析，计算出坏数据的个数，在最大程度上确保变电站的正常运行。
(2)对开关的非一致性进行及时的预警。电网中的三相开关需要保持在同步的运行状态中，一旦发现三相开关出现非一致性，就极有可能存在电网故障，这时就需要及时将故障信息报告给相关工作人员，并进行及时有效地处理。在华东电网的拳变电站中，已经全面实施了变电站状态估计的方法，当2011年9月发生开关非一致情况时，就得到了及时地处理。表1为该电站中的开关状态错误的辨识结果。
4、结语
本文通过对变电站状态估计的工程实践进行探讨，分析了该项技术对于电力工程的效益，并有效地解决了电力调度中心基础数据的可靠性与准确性方面的问题，为我国的电力系统工程的发展壮大提供了有利的依据与保障。