【WLSM、FDM状态估计】电力系统状态估计研究（Matlab代码实现）

大龙不吃小鱼干

于 2025-07-13 10:05:47 发布

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文章标签： matlab 开发语言支持向量机

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📋📋📋本文目录如下：🎁🎁🎁

目录

💥1 概述

一、引言

二、电力系统状态估计概述

三、WLSM状态估计法

四、FDM状态估计法

五、WLSM与FDM的比较

六、电力系统状态估计的发展趋势

七、结论

📚2 运行结果

2.1 WLSM状态估计法

2.2 FDM状态估计法

2.2 其他情况

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码实现

💥1 概述

尽管量测覆盖率很低，配电网状态估计从九十年代就开始从输电网状态估计拓展传统的状态估计采用最小二乘估计器[36],在存在不良数据时估计效果不理想，需要引入网络拓扑结果辨识、不良数辨识和参数辨识。除了最小二乘估计器，文献[37]讨论了最小平方中值（Least Median of Squares,LMS）估计器和截尾最小二乘(Least Trimmed Squares,LTS）估计器在有不良数据的状态估计的优越性，但是在估计过程中需要较高的量测冗余度和较多的计算时间。文献[38]讨论了最小绝对值（Least Absolute Value, LAV)估计器在不良数据和错误参数存在时的鲁棒性，但其所需的计算时间较长。文献[39]应用广义的极大似然(Generalized Maximum-likelihood,GM）估计器替代WLS增加状态估计的鲁棒性。在配电网状态估计中，围绕不同状态量的选取和多种量测数据的选择，WLS估计器仍然是最常用最成熟的估计器。根据不同状态量的选取，比较常见的是以节点电压为状态变量[40-44|和以支路电流为状态量的状态估计方法，两者都可以用极坐标或者直角坐标来表示。
1)以节点电压为状态量的状态估计方法。
以节点电压为状态量有直角坐标系下的节点电压实部与虚部为状态量和极坐标形式下节点电压幅值与相角的状态量(40]两种，其在输电网中发展十分完善，最初就被拓展到配电网状态估计中。文献选择极坐标形式的节点电压作为状态变量，量测处理能力强，计算精度高，但是每次迭代时都需要重新计算量测雅可比矩阵和增益矩阵。文献[42]将节点注入功率量测等效成节点注入电流相量
量测，支路功率量测和支路电流幅值量测等效成支路电流相量量测，使得迭代方程组的雅可比矩阵常数化，利用极坐标形式下的节点电压为状态量进行最小二乘状态估计。

关于WLSM（加权最小二乘法）和FDM（快速解耦法）在电力系统状态估计中的应用研究文档，可以归纳整理如下：

一、引言

电力系统状态估计是电力系统调度中心决策的重要依据，它直接影响电网的安全运行。随着电力系统结构的日益复杂，调度中心需要更快速、准确、全面地掌握电力系统的实际运行状态。WLSM和FDM作为两种常用的电力系统状态估计方法，具有各自的特点和优势。

二、电力系统状态估计概述

电力系统状态估计是通过应用软件对采集到的数据进行处理，使得量测数据更好地逼近真实值。其主要功能包括：

根据网络方程应用最佳估计标准（如最小二乘准则），处理系统采集的原始数据，剔除或减小数据中的误差，提高数据精度。
检测并辨识系统采集数据中的不良数据，进行剔除或修正。
推算出完整且精确度较高的电力系统的各种电气量。
实现网络参数的估计。

三、WLSM状态估计法

WLSM方法以其量测处理能力和高精度受到青睐。在电力系统状态估计中，WLSM通过构建目标函数，并使其对状态变量的导数为零，从而求得状态变量的最优估计值。该方法能够处理含有误差和噪声的量测数据，提高状态估计的准确性。

四、FDM状态估计法

FDM方法涉及不同的状态变量选择，通常用于处理大规模电力系统的状态估计问题。该方法基于电力系统的潮流方程，通过快速解耦技术实现状态变量的求解。FDM具有计算速度快、收敛性好等优点，适用于实时性要求较高的电力系统状态估计。

五、WLSM与FDM的比较

精度：WLSM通常具有更高的精度，因为它能够更准确地处理量测数据中的误差和噪声。
计算速度：FDM在计算速度上通常更快，因为它采用了快速解耦技术，减少了计算量。
适用场景：WLSM适用于对精度要求较高且计算资源充足的场景；而FDM则更适用于实时性要求较高且系统规模较大的场景。

六、电力系统状态估计的发展趋势

混合量测技术：随着PMU装置在电力系统中的广泛应用，将PMU量测数据与SCADA量测数据相结合进行混合状态估计成为了一种新的趋势。这种方法能够充分利用两种量测数据的优势，提高状态估计的准确性和可靠性。
智能化算法：随着人工智能技术的发展，将机器学习、深度学习等智能化算法引入电力系统状态估计中，有望进一步提高状态估计的精度和效率。
动态状态估计：动态状态估计能够实时跟踪电力系统的状态变化，为电力系统的安全稳定运行提供更加及时、准确的信息支持。