事故下现代电力系统的随机混合系统建模与状态估计

本文在状态空间模型中引入随机混合系统（SHS）框架，以捕捉现代电力系统（MPS）中的传感器、通信和系统事故。在此新框架下，本文专注于开发状态估计方法和算法，以在随机间歇性和含噪传感器数据下提供可靠的状态估计。现代电力系统采用多样化的测量设备来监控系统运行，这些设备受到随机测量误差的影响，并依赖通信网络传输数据，其信道会遇到随机丢包和中断。事故与噪声构成了两个不同且相互作用的随机过程，对状态估计的准确性和可靠性有显著影响。本文为现代电力系统构建了随机混合系统模型，引入了用于状态估计的协调观测器设计算法，并确立了其收敛性和可靠性性质。进一步的研究揭示了收敛速率与稳态误差方差之间的基本设计权衡。基于IEEE 5节点系统和IEEE 33节点系统的仿真研究，用于说明建模方法、观测器设计算法、收敛性质、性能评估以及传感器系统选择的影响。