2010研現(xiàn)代電力系統(tǒng)復(fù)習(xí)思考題

1、2010 研現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析復(fù)習(xí)思考題1、 電力系統(tǒng)潮流計算的目的是什么？如何建立潮流計算模型？現(xiàn)有的主要潮流計算方法有哪些？電力系統(tǒng)潮流計算是對復(fù)雜電力系統(tǒng)正常和故障條件下穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)的計算，潮流計算的目的是求取電力系統(tǒng)在給定運行方式下的節(jié)點電壓和功率分布，從而用以檢查各元件是否過負荷、各點電壓是否滿足要求， 功率的分布和分配是否合理以及功率損耗等。潮流計算既是對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和運行方式的合理性、可靠性及經(jīng)濟性進行定量分析的依據(jù)，又是電力 系統(tǒng)靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定計算的基礎(chǔ)。 潮流計算的結(jié)果就是電力系統(tǒng)進行控制的目標、 是系統(tǒng)可能出現(xiàn)的運行狀態(tài)、 是系統(tǒng)不希望出現(xiàn)的運行狀態(tài)、是進行系統(tǒng)經(jīng)濟性調(diào)度

2、、安全性評估的基礎(chǔ)。潮流計算是通過列寫電路的功率平衡方程式來建立模型的。潮流計算的數(shù)學(xué)模型：高斯迭代法( Gauss 法)為基礎(chǔ)的潮流計算方法；牛頓拉夫遜法潮流計算；快 速分解法。2、 電力系統(tǒng)潮流中有功功率、無功功率的控制是如何實現(xiàn)的？ 有功功率控制：電力系統(tǒng)負荷的變化會引起電力系統(tǒng)頻率的變化，系統(tǒng)中所有并列運行的發(fā)電機組都裝有調(diào)速器，有可調(diào)容量的機組的調(diào)速器均將反應(yīng)系統(tǒng)頻率的變化，按各自的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性，及時調(diào)節(jié)各發(fā)電機的 出力改變機組的出力，使有功功率重新達到平衡；同時，還可通過發(fā)電機組調(diào)速器的轉(zhuǎn)速整定元件來實現(xiàn)有功 功率的控制。無功功率控制：調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流可改變發(fā)電機發(fā)出的無功功率

3、，同時，并聯(lián)電容、同步調(diào)相機和靜 止補償器等無功功率補償設(shè)備，也可實現(xiàn)無功功率的調(diào)節(jié)。3 、 電力系統(tǒng)有功功率和頻率是什么關(guān)系？ 在電力系統(tǒng)中，頻率和有功功率是一對統(tǒng)一體，當有功負荷和有功電源出力相平衡時，頻率就正常，達到額定值 50Hz 。而當有功負荷大于有功出力時，頻率就下降，反之，頻率就上升。 當系統(tǒng)中出現(xiàn)有功功率不平衡時，如有功功率電源不足或負荷增大時，將會引起系統(tǒng)頻率下降；反之造成 系統(tǒng)頻率過高。任何頻率偏移，都會造成頻率的降低。4、電力系統(tǒng)無功功率和電壓是什么關(guān)系？ 電壓和無功功率是一對對立的統(tǒng)一體，當無功負荷和無功出力相平衡時，電壓就正常，達到額定值，而當 無功負荷大于無功出力時

4、，電壓就下降，反之，電壓就上升。電力系統(tǒng)無功功率和電壓密切相關(guān)，表現(xiàn)為兩個方面： 1.節(jié)點電壓有效值的大小對無功功率的分布起決定性作用；線路中傳輸?shù)臒o功功率大小和線路兩端電壓有 效值之差成正比，無功功率將從節(jié)點電壓高的一端流向節(jié)點電壓低的一端，節(jié)點電壓有效值的變化也將使流經(jīng) 線路的無功功率隨之發(fā)生變化。2.無功功率對電壓水平有決定性影響；當系統(tǒng)出現(xiàn)無功功率缺額時，系統(tǒng)所接各負荷的電壓將下降，以減 少其向系統(tǒng)吸取的無功功率來獲得無功功率的平衡。5、輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)存在的異同點？ 和輸電系統(tǒng)相比，配電系統(tǒng)存在著網(wǎng)絡(luò)呈輻射狀、規(guī)模龐大、三相不平衡、量測配置相對不足、有電流幅 值量測而無方向信息、

5、存在大量的短支路和 r/x 比值大的特點， 給直接把輸電系統(tǒng)的狀態(tài)估計方法使用到配電系 統(tǒng)帶來了一定的困難。6、現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析除了需要考慮功率平衡外，還需要考慮哪些約束條件？ 電力系統(tǒng)分析除了考慮功率平衡外，還有許多約束條件：元件約束、拓撲約束、發(fā)電機出力約束、安全要 求約束、經(jīng)濟運行約束等。7、建立電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的關(guān)鍵是元件的特性和元件之間的約束，元件之間的約束是什么？給出電力系統(tǒng)數(shù) 學(xué)模型。元件之間的約束即為網(wǎng)絡(luò)拓撲約束，是指各支路之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系。電力系統(tǒng)可以抽象為一個由節(jié)點和支路 組成的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)拓撲約束集中表現(xiàn)為基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律。電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為：SIY UI

6、 U YU其中I1 I2 In T 為節(jié)點電流列向量；U U1U 2 U n為節(jié)點電壓列向量；I I1I 2 In T為節(jié)點視在功率列向量； Y 為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣。將上式展開有：PijQ iUinYij U j j1i 1,2, n8、簡述電力系統(tǒng)狀態(tài)估計和電力系統(tǒng)潮流計算的關(guān)系。 電力系統(tǒng)的狀態(tài)量一般取為各節(jié)點的復(fù)電壓。它可以用極坐標表示為電壓的幅值和相角，也可以用直角坐 標表示為電壓的實部和虛部。電力系統(tǒng)的量測量一般是節(jié)點注入或支路的有功功率、無功功率和節(jié)點電壓幅值。 在常規(guī)潮流中，如果把各 PQ 節(jié)點給定的注入復(fù)功率和各 PV 節(jié)點給定的注入有功功率和電壓幅值看作量測量， 則其量測數(shù)

7、恰好等于狀態(tài)量數(shù)。而在狀態(tài)估計中量測數(shù)一般多于狀態(tài)量數(shù)。常規(guī)潮流和狀態(tài)估計都是由已知量 測值(給定條件)求其狀態(tài)量的計算過程。狀態(tài)估計的實質(zhì)是在量測量的類型和數(shù)量上擴大了的廣義潮流，而 常規(guī)的潮流可以理解為特定條件下的狀態(tài)估計，可以說是狹義的潮流9、簡述電力系統(tǒng)狀態(tài)估計和電力系統(tǒng)最優(yōu)運行的關(guān)系(選) 。 狀態(tài)估計能建立可靠又完整的數(shù)據(jù)庫。為現(xiàn)代化的調(diào)度中心能夠迅速、準確而又全面的地掌握電力系統(tǒng)的 實際運行狀態(tài)，預(yù)測和分析系統(tǒng)的運行趨勢起到了很大作用，保證了電力系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性，從而保 證了電力系統(tǒng)最優(yōu)運行。10、為什么要進行電力系統(tǒng)等值處理？ 在電力系統(tǒng)分析過程中， 常常需要對系統(tǒng)進行

8、等值處理， 一方面可以簡化分析計算過程， 減少分析計算量， 另外一方面可以突出分析重點，使我們更好地關(guān)注電力系統(tǒng)某些局部的運行狀態(tài)變化。11、怎樣進行電力系統(tǒng)等值處理？常將電力系統(tǒng)原網(wǎng)絡(luò)節(jié)點劃分為內(nèi)部系統(tǒng)節(jié)點集 I 、邊界系統(tǒng)節(jié)點集 B 和外部系統(tǒng)節(jié)點集 E。內(nèi)部系統(tǒng)節(jié) 點集 I 和外部系統(tǒng)節(jié)點集 E 不直接關(guān)聯(lián)。需要求解的是外部系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)和等值邊界注入電流，使等值后在 電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中進行的各種分析和未等值時在真實系統(tǒng)中所做的分析結(jié)果相同，或者十分接近。其方法主 要有 WARD 等值、 REI 等值、戴維南等值好人諾頓等值，計算步驟如下：(1).根據(jù)給定的全系統(tǒng)參數(shù)和注入量，計算全系統(tǒng)

9、的潮流，等值前全系統(tǒng)的狀態(tài)稱為基態(tài)，其潮流稱為基態(tài)潮流。(2).消去外部網(wǎng)絡(luò)，求出和基態(tài)相對應(yīng)的，模擬外部系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)。 (3). 用等值后的網(wǎng)絡(luò)，研究內(nèi)部系統(tǒng)。12、為什么要進行電力系統(tǒng)分塊處理？ 現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模龐大，使進行各種分析的計算量很大，以致現(xiàn)有計算工具無法滿足計算速度的要求。分 塊處理可以達到利用現(xiàn)有計算工具，大大縮短計算時間的要求。13、怎樣進行電力系統(tǒng)分塊處理？ 電力系統(tǒng)分塊處理的基本思想是將大系統(tǒng)分割成許多較小的子系統(tǒng)，首先解出個子系統(tǒng)的解，然后把分隔 開來的各個子系統(tǒng)的解組合起來，加以修正，而得到原來未分解的系統(tǒng)的解。電力系統(tǒng)分塊處理的方法主要有兩類：一類是節(jié)點撕

10、裂法，即將原網(wǎng)絡(luò)的部分節(jié)點“撕裂”開，把網(wǎng)絡(luò)分 解；另一類是支路切割法，即在網(wǎng)絡(luò)中選擇部分支路，將這些支路切割，從而將整個電力網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個較 小的網(wǎng)絡(luò)。兩者的協(xié)調(diào)變量不同，前者協(xié)調(diào)變量是切割線電流，后者是分裂點電位。兩種方法有各自的特點， 將兩方法統(tǒng)一起來，用統(tǒng)一的公式描述產(chǎn)生了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)的分裂算法。14、 電力系統(tǒng)等值處理和分塊處理方法有什么聯(lián)系？ 電力系統(tǒng)的等值處理方法和分塊處理方法在本質(zhì)上是一致的，均是將電力系統(tǒng)劃分為若干小的子系統(tǒng)，以 簡化分析計算的過程。然而，電力系統(tǒng)等值處理的研究對象是某一子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，只要求邊界滿足相應(yīng)的約束即 可，而對等值電路內(nèi)部是可以不做規(guī)定的；電力系統(tǒng)分塊

11、處理是在研究各子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上得到未分塊的整個系 統(tǒng)的解，不僅要求邊界滿足相應(yīng)的約束，各子系統(tǒng)內(nèi)部也要滿足相關(guān)的約束。15、 舉例說明進行電力系統(tǒng)等值處理必要性（選） 。整個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的集合用 N 表示，欲化簡掉的網(wǎng)絡(luò)稱為外部網(wǎng)絡(luò)，其節(jié)點集合用E 表示，保留部分網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點集合用 G 表示，保留部分網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間相關(guān)聯(lián)的節(jié)點組成邊界節(jié)點集合B ，不和外部網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的節(jié)點組成內(nèi)部節(jié)點集合 I ，因此，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點電壓方程可以寫成以下分塊表示形式：IEIBIIYEEYBE16、YEBYBBYIB0 U EYBI U BUIYII消去 UE，有YYBIBB YYBIII UUBI IIBIIBI B Y

12、BEYEE I E電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點電流和節(jié)點功率之間存在以下關(guān)系：11E diag U式中， S 是節(jié)點注入功率的共軛，把前述用節(jié)點導(dǎo)納矩陣表示的節(jié)點電壓方程簡化過程的節(jié)點電流用節(jié)點功率改寫為：11IB IB YBEYEE1IE EB SB YBEYEE1 EE SE舉例說明進行電力系統(tǒng)分塊處理的必要性（選） 如果在一個給定的電力網(wǎng)絡(luò)中選擇部分支路， 若干個獨立的子網(wǎng)絡(luò)，這些支路稱為 絡(luò)方程可以具有以下形式：切割支路”將這些支路切割開 （從網(wǎng)絡(luò)中移去） ，則原電力網(wǎng)絡(luò)將劃分為。把這些“切割支路”用電流源代替，和節(jié)點撕裂法相似，網(wǎng)Y220M1T0M2T式中， il 為切割支路電流。相似地，有：Yi

13、iUi Ii M iil同樣地，邊界網(wǎng)絡(luò)的計算公式為：kk(yL1M iTYii 1Mi)iLM iTYii 1Iii 1 i 1 切割支路的網(wǎng)絡(luò)分析方法也包含兩部分的計算：各子網(wǎng)絡(luò)的分析計算和邊界網(wǎng)絡(luò)的分析計算。17、為什么要確定量測量的誤差？如何確定？ 電力系統(tǒng)的量測量來源于各種測量設(shè)備，不可避免的存在量測誤差。確定量測誤差的意義主要有以下兩點：一、一般而言，電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的每一種估計準則都是在量測誤差服從特定的分布的情況下是最有效的，因 此，確定量測量的誤差及其概率分布情況可對應(yīng)選取最有效的估計準則；二、量測量的誤差都是有界的，當量 測量中包含比一般噪聲信號大的誤差時，量測量可能收到了

14、污染(即存在不良數(shù)據(jù)) ，因此，確定量測量的誤差 可作為狀態(tài)估計不良數(shù)據(jù)的檢測辨識提供依據(jù)。每一量測量都是有量測真值和量測誤差兩部分組成，即Sm St Ser式中， Sm 為量測值， St 為量測真值， Ser 為量測誤差。對于量測誤差，一般情況下服從正態(tài)分布，其標準差由兩部分組成：一部分和量測值的大小有關(guān)，另一部 分和滿刻度有關(guān)。因此，可表示為13 (amSt bm Sf )式中， Sf 為量測儀表的滿刻度值， am 為和量測值有關(guān)的誤差系數(shù)， bm為和量測儀表滿刻度有關(guān)的誤差系數(shù)。am 和 bm 去值和具體的儀表有關(guān)18、為什么要對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)進行模擬？ 電力系統(tǒng)控制、調(diào)度、規(guī)劃等需要

15、方面都需要對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)進行模擬，原因在于，由于電力系統(tǒng)的非線性、強耦合性和復(fù)雜性，尋找到既有很強的適應(yīng)性，又有很好的計算效率和實時性的算法是一項艱巨的任 務(wù)，因此我們所研究的方法或算法都需要首先進行模擬試驗，而算法的有效性首先應(yīng)該通過模擬試驗獲得的數(shù) 據(jù)的驗證。19、如何進行電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的模擬？ 對于每一個特定的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、參數(shù)、輸入，都可以通過潮流計算得到系統(tǒng)潮流的解，模擬電 力系統(tǒng)運行狀態(tài)，應(yīng)該盡可能接近系統(tǒng)的運行實際條件(為了降低計算量，有時候需要進行一定的簡化) ，通常 的做法是模擬運行的電力系統(tǒng)狀態(tài)要覆蓋電力系統(tǒng)運行的各個主要狀態(tài)，如負荷高峰階段、負荷低谷階段等。

16、20、簡述電力系統(tǒng)狀態(tài)估計算法的一般規(guī)律？電力系統(tǒng)狀態(tài)估計算法一般由以下幾個環(huán)節(jié)組成：(1).根據(jù)系統(tǒng)的約束條件構(gòu)建系統(tǒng)方程； (2). 對系統(tǒng)的量測配置進行可觀性分析，確保量測流量包含了進行系統(tǒng)狀態(tài)估計所需要的最小信息量；(3).根據(jù)系統(tǒng)方程和估計準則建立估計的目標函數(shù)，通過迭代計算獲取系統(tǒng)狀態(tài)解； (4). 不良數(shù)據(jù)的檢測和辨識；21、為什么對量測殘差進行加權(quán)處理？ 因為各量測量的測量誤差是不一樣的，為使問題和實際情況更為吻合，以提高估計計算的精確度，對各量 測殘差量進行加權(quán)處理，即量測精度高的量，權(quán)重大一些，測量精度低的量，則權(quán)重小一些。列出電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的目標函數(shù)最小化的幾種表達方式

17、，并分別討論其實現(xiàn)和優(yōu)缺點。mJ (x)ri vi2加權(quán)最小二乘的目標函數(shù)為： i 1mJ (x)ri vi加權(quán)最小絕對值的目標函數(shù)為： i 1其中， ri 是量測量 i 的權(quán)， vi 是量測量 i 的殘差； 兩者各有優(yōu)缺點：最小二乘估計器是針對量測噪聲服從正態(tài)分布的情況，而最小絕對值估計器則是針對量 測噪聲服從拉普拉斯分布的情況。最小二乘估計器數(shù)學(xué)模型簡單，收斂性好，但不具備抗御不良數(shù)據(jù)的能力。 而最小絕對值估計器具有很強的抵御不良數(shù)據(jù)的能力，在電力系統(tǒng)狀態(tài)估計中監(jiān)測和辨識不良數(shù)據(jù)方面具有較 好的性能，但最小絕對值法計算工作量大，收斂性一般。22、給出加權(quán)最小二乘狀態(tài)估計的計算流程并加以說明

18、。加權(quán)最小二乘狀態(tài)估計的計算流程如圖所示：加權(quán)最小二乘狀態(tài)估計的計算步驟為：(0) (0) (0)確定狀態(tài)估計的初值 x ，計算出量測估計初值 h(x )和雅可比矩陣 H(x ) ，由量測量類型確定權(quán)系 數(shù)矩陣 R 1 ，令迭代次數(shù) k 為零；( k )T 1 T 1( k )由量測值 z ，計算量測殘差 r z h(x ) ，計算信息矩陣 (H R H )和向量 H R z h(x )；解方程組 (H R H) xH R (z Hx ) ，得到狀態(tài)修正向量 x(k) ，并進行狀態(tài)量修正；進行迭代收斂判斷，如果迭代已經(jīng)收斂，則迭代計算完成；檢查迭代次數(shù)限制，如果迭代次數(shù)已經(jīng)達到限制值，迭代結(jié)束

19、，給出迭代不收斂的信息； 迭代次數(shù)加 1，返回到第 2 步。23、給出快速分解狀態(tài)估計的計算流程并加以說明。 快速分解狀態(tài)估計的計算流程如圖所示：24、為什么要進行不良數(shù)據(jù)檢測和辨識？當量測數(shù)據(jù)中包含不良數(shù)據(jù)時，由于每一具體的估計算法都對應(yīng)于特定的量測噪聲分布模型，這些不良數(shù)據(jù)的出現(xiàn)導(dǎo)致實際量測噪聲分布和假設(shè)分布模型之間存在一定的偏差，從而影響到估計結(jié)果的準確性。因此，必須進行不良數(shù)據(jù)的檢測和辨識。25、如何進行不良數(shù)據(jù)檢測？檢測結(jié)果的物理意義是什么？電力系統(tǒng)狀態(tài)估計不良數(shù)據(jù)檢測方法主要有三種：殘差極值函數(shù)檢測法、加權(quán)殘差檢測法和標準殘差檢測法。這三種檢測方法都是根據(jù)估計殘差對不良數(shù)據(jù)進行檢測

20、，但前者屬于總體檢測法，只能檢測到不良數(shù)據(jù)是否存在，無法定位不良數(shù)據(jù)的具體位置，而后兩者則不屬于總體型檢測，能檢測到不良數(shù)據(jù)出現(xiàn)的具體位置。由于存在殘差污染和殘差淹沒現(xiàn)象，根據(jù)加權(quán)殘差檢測法或標準化殘差獲得的檢測結(jié)果只能是不良數(shù)據(jù)的“可 疑集”，真正的不良數(shù)據(jù)尚需要通過辨識技術(shù)從該不良數(shù)據(jù)可疑集中尋找出來。26、如何進行不良數(shù)據(jù)辨識？ 常用的不良數(shù)據(jù)辨識方法有兩種：加權(quán)殘差搜索辨識法和標準化殘差搜索辨識法。這兩種方法的基本思路 為：把加權(quán)殘差或標準化殘差的絕對值按大小排序，根據(jù)加權(quán)殘差或標準化殘差，由大到小逐個剔除相應(yīng)的量 測量，每剔除一個量測量就重新進行一次估計，并根據(jù)估計結(jié)果重新計算目標極

21、值函數(shù)值和殘差，直至目標極 值函數(shù)的檢測結(jié)果表明量測數(shù)據(jù)中已經(jīng)不存在不良數(shù)據(jù)。27、常用的不良數(shù)據(jù)檢測算法計算流程？對于 m 維電力系統(tǒng)量測量，可用以下的時間序列表示：z zi(k) vi (k)i 1,2, ,m4-1)式中， k 為時標， vi(k) 為量測噪聲。系統(tǒng)量測方程為：z(t) h(x(t ) v(t)(4-2)上式為非線性方程組， 表示第 t 個時間斷面的狀態(tài)量和量測量之間的關(guān)系。通過迭代計算， 獲得狀態(tài)量的估計值為 x?(t) ，回代該狀態(tài)估計值到( 4-2)中，可獲得量測估計值為 z?(t) ，從而獲得量測估計殘差列向量為：r(t) z(t ) z?(t)(4-3)當量測量

22、中含有不良數(shù)據(jù)時，因為不良數(shù)據(jù)是不會滿足基爾霍夫電壓定律、基爾霍夫電流定律和功率平衡 方程，因此，量測量中含有不良數(shù)據(jù)的表現(xiàn)特征之一就是量測殘差偏離其原有水平。對每一時間斷面的殘差建立目標函數(shù)極值為：J(x?) z h( x?)T R 1z h(x?) rTR 1r4-4)式中， R 為量測噪聲協(xié)方差矩陣，在量測噪聲為兩兩獨立信號的假設(shè)前提下， R 為對角陣根據(jù) J(x?) 對不良數(shù)據(jù)檢測是按以下假設(shè)檢驗方法進行：H0假設(shè)：J (x?) J，無不良數(shù)據(jù)， H0屬真H1假設(shè)：J (x?) J，有不良數(shù)據(jù)， H1不真 式中， J 對應(yīng)于某一 a (K ) ，為檢測的門檻值。4-5)根據(jù)量測方程的雅

23、可比矩陣H 和量測噪聲協(xié)方差矩陣，定義以下量測殘差靈敏度矩陣：W I H(HTR 1H) 1R 1定義加權(quán)殘差為：rwR 1 r4-6)4-7)對應(yīng)地，有加權(quán)殘差靈敏度矩陣為：Ww IR1H(HTR1H) 1HT R14-8)加權(quán)殘差檢測逐維對量測量進行假設(shè)檢驗：H0假設(shè)：w,i，H 0屬真，接受 H 0H1假設(shè)：rw,iw,iw,i， H 0不真，接受 H14-9)4-10)4-11)H0假設(shè)：rN,iN ,i，H0屬真，接受 H 0H1假設(shè)：rN,iN,i， H0不真，接受 H 14-12)式中， w,i為第 i維量測量的檢測門檻值。式（ 4-6 ）、（4-7 ）、（4-8 ）和（ 4-9

24、）組成了不良數(shù)據(jù)加權(quán)殘差檢測的計算式。 同樣地，定義標準化殘差為：rND 1 r式中， D diagWR 。相應(yīng)地，標準化殘差靈敏度矩陣為：WND 1W和加權(quán)殘差檢測法相似，標準殘差檢測將逐維地對量測量進行假設(shè)檢驗：28、式中， N,i為第 i 維量測量的檢測門檻值。常用的不良數(shù)據(jù)辨識算法計算流程？由加權(quán)殘差檢測和標準化殘差檢測獲得的是不良數(shù)據(jù)可疑集，其中何者為真正的不良數(shù)據(jù)，尚需經(jīng)過辨識 來確定。在正常量測條件下，目標極值函數(shù)的數(shù)學(xué)期望和方差分別為：4-13)E J(x?) TrWw m n KVar J(x?) E J ( x?) K 2K式中， m 為量測列向量維數(shù)， n 為狀態(tài)列向量維

25、數(shù)。J （x?） 為 K 階自由度2分布的隨機變量，隨著自由度的增大，2（ K ） 逼近于正態(tài)分布。當量測量中含有不良數(shù)據(jù)時，目標極值函數(shù)的數(shù)學(xué)期望和方差分別為：2E J（x?） Kw2iww,ii24-14)Var J （ x?） 2K 4 w2i ww,ii式中， wi 為第 i 個量測量不良數(shù)據(jù)加權(quán)值。式（ 4-14）等號右邊由兩項組成，一項是正常量測信號的統(tǒng)計特征，另一項為不良數(shù)據(jù)信息，因此，當量測量中存在不良數(shù)據(jù)時，極值函數(shù)值將增大。考慮到正常量測的極值函數(shù)值服從自由度為K的2分布，不良數(shù)據(jù)檢測的門檻值由誤檢概率確定。如前所述，加權(quán)殘差和標準化殘差的檢測結(jié)果只是不良數(shù)據(jù)可疑集，存在誤

26、檢的可能性，因此對不良數(shù)據(jù) 集中各個數(shù)據(jù)的辨識不能單純根據(jù)加權(quán)殘差或標準化殘差完成的。常用的不良數(shù)據(jù)辨識方法有兩種：加權(quán)殘差搜索辨識法和標準化殘差搜索辨識法。這兩種方法的基本思路 為：把加權(quán)殘差或標準化殘差的絕對值按大小排序，根據(jù)加權(quán)殘差或標準化殘差，由大到小逐個剔除相應(yīng)的量 測量，每剔除一個量測量就重新進行一次估計，并根據(jù)估計結(jié)果重新計算目標極值函數(shù)值和殘差，直至目標極 值函數(shù)的檢測結(jié)果表明量測數(shù)據(jù)中已經(jīng)不存在不良數(shù)據(jù)。顯然，加權(quán)殘差搜索辨識法和標準化殘差搜索辨識法都存在著可能需要反復(fù)進行狀態(tài)估計計算的缺點，對 含不良數(shù)據(jù)量測量進行剔除處理，通常情況下不會帶來狀態(tài)估計上的困難，但對于量測冗余

27、度低的情況，對于 量測數(shù)據(jù)的剔除就必須慎重考慮。量測量含有不良數(shù)據(jù)意味著該量測數(shù)據(jù)可能包含的是對估計有害的信息，也 可能包含的是對估計部分有用的信息，在多個不良數(shù)據(jù)的情況下，搜索辨識法無疑存在計算效率低的缺點。為克服多個不良數(shù)據(jù)情況下加權(quán)殘差辨識法和標準化殘差辨識法效率低下的缺點，同時也為了防止估計結(jié) 果受到不良數(shù)據(jù)的污染，一種改進方法就是采用非二次準則的估計器，在估計迭代過程中檢查每次量測估計殘 差大小，根據(jù)不同的非二次準則調(diào)整不同量測量殘差的權(quán)值，在估計過程中把不良數(shù)據(jù)排除。對可疑不良數(shù)據(jù)的誤差矢量進行估計的方法稱為不良數(shù)據(jù)估計辨識法，其實質(zhì)是對不良數(shù)據(jù)可疑集中量測 量的噪聲信號進行估計，可一次性辨識