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目 录

1.绪论 1

1.1分布式电源的概念及其特点 1

1.2电力系统状态估计概念 2

1.3国内外发展现状 2

1.4课题设计意义 3

2.电力系统状态估计常用算法 3

2.1基本加权最小二乘状态估计法 3

2.2 Givens正交变换算法 6

2.3 混合法 6

3.配电系统中的DG类型 7

3.1 PQ 节点 7

3.2 PV节点 8

3.3 PI节点 8

4.状态估计算法 9

4.1弱环状配电系统状态估计计算方法 9

4.2 含有DG 的辐射状和弱环状配电网三相状态估计算法 10

4.2.1状态估计算法具体步骤 10

4.2.2本文采用了Visio绘图软件绘制了整个算法的流程图 11

5.算例分析 13

5.1算例概述以及计算原理 13

5.2 IEEE13 Node Test Feeder算例 15

5.2.1 测试方案A 15

5.2.2 测试方案B 16

5.2.3 测试方案C 16

5.3 IIT micro grid算例 17

5.3.1 测试方案A 17

5.3.2 测试方案B 17

5.3.3 测试方案C 18

6.设计总结与展望 19

6.1设计总结 19

6.2未来工作的展望 19

参考文献 20

致谢 21

含DG的电力系统状态估计

杨静

，China

Abstract：Distributed generation (Distributed Generation, referred to as DG) As the name suggests is on behalf of some power generation to reach several kilowatts to hundreds of megawatts of small power generation system. It can promote energy-saving emission reduction and drive the development of new energy advantages, so that distributed generation will have a place in the future power system. State analysis of power systems requires accurate data. However the amount of information received generally suffers from errors. As a means to improve data accuracy and eliminate error information, state estimation is of great research value. The main research content of this paper is to use the complex current of the line as the state variable, and propose a power system state estimation algorithm with distributed power supply. The same applies to the weak ring network distribution system, and the algorithm is verified by an example. The article mainly discusses three different types of DG, after adding the power system to the power distribution system had different degrees of influence.

Key words: distributed generation Radial and weak annular distribution systems state estimation

1.绪论

1.1分布式电源的概念及其特点

分布式电源(Distributed Generation ,DG)最简洁的定义^[1]是：不直接和集中输电系统连接的35kV及35kV以下电压等级的电源。其中主要有发电、储能装置。在如今的21世纪，科学技术迅猛发展，含有分布式能源的电力系统也迅速崛起。具体体现在分布式能源的各种操作设备上面，这些设备可以自动控制，这样不仅省下了劳动力，设备运行效率也更高。当然，不可或缺的还有各种先进的材料技术。因此分布式能源是具有环保，多样性和高经济性的适应社会发展的新型能源系统。

常见的分布式电源如下表所示：

由于目前分布式能源工程依赖于各种新兴技术，多建于城市。所以分布式能源的燃料没有大规模的使用其他新兴能源，仍旧大部分使用天然气和柴油^[2]。

分布式能源主要有以下几个优点：

（1）经济性：由于分布式电源能够有效利用沼气等传统设备无法很好利用的废气资源，它的能源利用效率有极大的优势^[3]。另一方面，分布式电源的并网比较靠近城市区域，用户们往往能够有地理优势，十分方便获取电源以及其他能源供应。这样的措施使得发电厂不会建的太远，自然减少了大型发电厂和高压输电网，减轻了电网建造和维护带来的经济负担。

（2）环保性：随着研究人员对新能源研究的深入，新能源的应用将会成为一种不可避免的趋势，分布式电源的这一特点顺应着技术的发展。新能源能够减轻甚至不再排放传统的发电燃料产生的有害物质。分布式电源靠近城市减少了远距离高电压输电网的建设，可以有效避免高压输电线的附加污染^[4]，同时由于搭建高压输电线而砍伐的树木也可以幸免于难，有利于城市的绿化建设。

（3）能源利用多样性：分布式发电可以使用的能源多种多样。它不再局限于传统发电的燃料，相比之下有着更多的选择。例如天然气，新能源（太阳能，生物质能，海洋能）。它还可以同时为用户提供供冷、供热、供电等能源应用方式。

（4）调峰作用：我国大多数地区都是四季分明，冬暖夏凉，因此夏季散热和冬天取暖使得人们在冬夏两季使用的电量较多，达到用电高峰。燃气轮机（以天然气为燃料）的优点就在于其不但可以夏天降温，冬天取暖，而且也提供了部分电力，由此可对电网起到削峰填谷作用，有利于电网的稳定运行。

（6）安全性和可靠性：一般大电网出现了大面积停电事故时，电网极有可能崩溃发生一系列事故，然而分布式发电系统不会受到太大影响，它能保持正常运行，大大的提高了供电的安全性和可靠性。

1.2电力系统状态估计概念

计算机技术与应用数学的发展使得其在为传统电力系统转向现代化电力系统也能出一份力^[5]。作为掌握着国民命脉的电力系统也正不遗余力地向信息化和智能化发展。传统的性能指标如：系统的经济性，安全可靠性，系统电压，谐波往往不能适应智能化电网的发展，因此系统亟待解决的问题日益增加。

电力系统状态估计是能量管理系统中不可或缺的一部分，为我们所熟知的是它一般应用于电力系统的调度和控制方面^[6]。简单来说，状态变量是指用来代表电力系统的特征的最小数目的变量，然而事实情况是人们在测量数据的时候往往或多或少会存在误差，状态估计的实际上就是读取到电力系统的量测信息之后，通过各种各样的算法，估计得出能够代表电力系统当前的运行状态的准确可靠的数据。

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