氣相色譜儀

[拼音]：zhuangtai guji

[英文]：state estimation

根據採集到的實時量測資訊，利用數學方法推算出能全面反映電力系統執行狀況的實時資料。

在電力系統的執行過程中，排程人員需要掌握整個系統的執行情況，主要靠在各人發電廠、變電所中裝設遠動裝置採集當地的開關位置資訊和量測資訊，並通過資訊傳輸系統（通道）傳送到排程中心，在模擬盤或彩色螢幕上顯示出來。一個完全的量測資訊應包括在排程管轄範圍內各個廠、所的節點（母線）電壓、節點注入有功功率和無功功率、各條支路（輸電線路）發端的有功功率和無功功率、受端的有功功率和無功功率。這樣，測點數目很大，涉及的遠動裝置及通道的投資也很大。由於各種條件的限制，排程中心採集到的量測資訊往往是不完全量測，沒有設定測點的那部分系統是不可觀測的。而設定完全量測在經濟上也不合理。另外一方面，遠方的量測資訊在傳輸過程的各個環節中都可能受到各種小干擾而產生隨機誤差，有時還可能受到大幹擾或裝置的偶然故障出現大誤差（壞資料），這時排程中心所得的量測資訊可能有一部分並不反映系統執行的真實情況，難於作出判斷。例如在一條支路中受端的有功功率大於發端有功功率，線路的功率損耗是負的；節點的輸入功率與輸出功率不平衡，因此難以判斷那一個量測量是正確的。總之，在排程中心採集到的由遠動裝置送來的量測資訊稱為生資料，往往是不完全量測，也是不完全準確的。

由電力系統的潮流計算可知，並不需要完全量測，只需知道每個節點的注入功率及某些節點的電壓值即可計算出各個節點的電壓幅值與相位角（稱為系統的狀態變數），並由此可推算出所有支路的執行情況。

狀態估計是一種數字濾波，只要測點佈局合理並具有一定的冗餘度，即測點數大於系統的狀態變數數，就能用數學方法推算出系統的狀態變數，並由此得到系統的全面執行情況，相當於得到了完全量測。狀態估計演算法與潮流計算不同的是測點數大於系統狀態變數數（因為有量測冗餘），也就是方程式數大於待求量數，這樣的方程組在數學上稱為超定方程。由於量測本身存在誤差，因此這些方程式之間往往是互不相容的，無法求得確定的解來。狀態估計是採用了優化的估計方法，有多種演算法，如卡爾曼型的逐次估計演算法、最常用的最小二乘法等。後者是以所有測點的誤差平方和最小為目標進行優化，得到一組系統狀態變數的最優估計值。這樣狀態估計所得的結果比直接採集的量測量更為準確，減少了量測誤差。

因此，狀態估計的功能是利用軟體減少硬體數量，在測點佈局合理並具有一定的量測冗餘度的前提下，由不完全量測得到完全量測，並提高了量測精度。如果量測冗餘度足夠大，還能檢測出一次取樣中是否存在壞資料，甚至還能辨識出哪一個測點存在壞資料，壞資料有多大，並把它修正過來。