线路状态估计偏差原因分析与修正方法

线路状态估计偏差原因分析与修正方法

胡健

国网江苏省供电有限公司南京供电分公司江苏南京210019

摘要：状态估计作为电网调度自动化系统的基础功能，是AVC（自动电压控制），AGC（自动频率控制），调度员潮流等其它电网分析软件的基础，是调度自动化技术系统关键组成部分之一。本论文主要根据南京地区4M05与4M06线路状态估计不合格现象的原因排查以及消缺过程，总结了状态估计不合格的常见因素。其中最主要的两种可能是由量测误差与参数设置错误综合造成的。通过排查与消缺过程，总结了处理状态估计问题的一般步骤，并提出了对应的对策与建议。

关键词：状态估计量测误差参数估计混合故障

引言

为了适应电力系统的发展，状态估计作为电网调度自动化系统的重要基础软件，为AVC（自动电压控制），AGC（自动频率控制），调度员潮流等其它电网分析软件提供数据基础。因此，自动化日常运维过程中，需要采取相关措施保障状态估计遥测合格率，确保电力系统的正常运行。

1、影响状态估计的主要因素

1.1基础数据不准确

(1)电网测控装置运行状态异常会造成采集数据偏差，如测控装置停机、故障、配置错误、通信中断等造成采集数据不刷新；测控装置测量回路老化，偏差造成采集精度下降；部分测控装置因计算算法切换，出现数据跳变等。

(2)测控装置及远动装置零值设置不合理，造成遥测值刷新慢。由于变电站内测控装置生产厂家较多，系统均涉及到测控装置的零值死区和变化死区的设置问题。

1.2电网模型、参数不准确

(1)模型参数不准确。输电线路、变压器的电阻、电抗电纳参数、电容电抗容量等都会对状态估计产生影响。目前部分220kV及以上较老的线路存在缺乏线路电纳参数等问题，将影响电网遥测状态估计合格率。

(2)位置遥信不正确。状态估计采用的网络拓扑是根据SCADA系统采集的开关刀闸位置计算的，目前部分非自动化开关存在遥测位置实时性更新速率慢，准确率低的问题。

2、4M05与4M06状态估计不合格现象与分析过

4M05与4M06线是连接A变与B变系统连接线，作为南京220kV主要环网的重要组成部分。这两条线路对于南京市全城状态估计合格率有较大影响。通过对南京市全市状态估计不合格点的考察发现，4M05与4M06线工作长期不合格。两条线路的量测值较为接近，4M05状态估计值比量测值偏大，而4M06比量测值偏小，状态估计偏差绝对值大于2%，影响南京地区状态估计合格率。

根据缺陷现象，从三个方面分析可能原因。第一模型错误：部分节点\线路未入库造成线路拓扑与实际不符，影响状态估计精确度。第二量测误差：4M05与4M06电气量量测存在误差，影响状态估计合格率。第三线路参数不准确：根据D5000系统模型与线路命名规则，初步判断线路为同杆双回线线路。经查询，D5000系统高级软件应用参数中两条线路差距较大，因此将线路参数误差考虑为怀疑点。

根据以上猜想，逐条验证，确定故障来源。

(1)模型错误。核对D5000系统模型配置与PMS系统数据，对于A变，B变220kV电压等级模型全面核查，未发现电网拓扑错误，设备空挂现象，初步排除模型错误的可能。

(2)量测误差。查看A变220kV母线与B变220kV母线有功与无功平衡情况。经检查，两条220kV母线的有功无功不平衡量均<0.5%。初步排除了有功与无功两侧误差。紧接着，检查其他电气量如电压电流的量测结果，发现4M06线A变侧与B变侧电流存在误差。4M06线B变侧的电流量测结果与A变侧量测结果存在不相同。根据电路原理，两侧电流应当基本相同。故怀疑电流量测存在误差。通过A变与B变220kV母线电流平衡情况进一步定位问题，判断出A变侧电流量测存在误差，因此可以初步判断电流量测存在误差。

(3)线路参数不准确。根据电力系统电路原理，任何一条线路上损失的有功与无功为：(1)

其中P1，P2为线路两侧有功值，Q1，Q2为线路两侧无功值，I为电路电流，r为线路电阻，x为线路电抗。

考虑到测量误差，将测量误差加入式(1)：

(2)

其中p为有功测量误差，q为无功测量误差，i为电流测量误差。

取4M05与4M06两条线路SCADA系统中从4月29日到5月5日共一周时间的两端有功值P1，P2，两端无功值Q1，Q2，以及电流I，通过非线性回归分析,估算两条线路的电阻r与电抗x，即计算参数p，q，i，r，x使得(3)

回归分析结果4M05与4M06线路参数相近，符合同塔双回线参数差值的一般估计。而在PAS参数设置中，4M05线电阻与电抗小于4M06线，符合状态估计结果，有理由怀疑参数存在错误。

3、4M05与4M06线状态估计解决方案

根据上一节的分析，根据可能原因，逐步核查并解决问题。

首先，查询D5000系统中4M06线量测参数，与PMS系统提供的互感器参数对比，结果如表1所示，判断D5000互感器参数错误设置为1/500，提交工单要求运检部校核互感器。

紧接着，查找线路测量报告，查找线路准确电阻与电抗值。4M05与4M06线路电阻与电抗的原始资料如表1所示，说明误差较大。

表1线路原始资料

完成修正之后，两条线路状态估计偏差率减小，达到了规定的2%的偏差标准，完成两条线路状态估计偏差矫正。

4、经验总结与对策建议

通过本次排查过程，对于状态估计系统的维护与消缺提出了以下几点对策与建议：

(1)对于状态估计不合格的问题，不仅要考虑单一故障，还需要考虑多重故障，如本次状态估计不合格是的原因是电流两侧误差与线路参数设计错误综合影响。(2)参数拟合对于寻找状态估计错误原因有一定的意义，通过参数拟合根据实测量估计先线路参数，并于系统中设置的值进行对比，从而一定程度上发现系统参数设计问题。

5、结束语

本文以两条线路为例，对比对端量测数值以及回归分析的方式发现了量测误差与线路参数错误综合造成了状态估计误差。并通过检查过程，总结出了核查与消缺的一般步骤，并对于状态估计系统的维护提出了对策与建议。

参考文献

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