量測(cè)冗余度

狀態(tài)估計(jì)（state estimation）根據(jù)可獲取的量測(cè)數(shù)據(jù)估算動(dòng)態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的方法。對(duì)系統(tǒng)的輸入和輸出進(jìn)行測(cè)量而得到的數(shù)據(jù)只能反映系統(tǒng)的外部特性，而系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)規(guī)律需要用內(nèi)部（通常無(wú)法直接測(cè)量）狀態(tài)變量來(lái)描述。因此狀態(tài)估計(jì)對(duì)于了解和控制一個(gè)系統(tǒng)具有重要意義。

在確定性情形下，線性系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)的主要方法有呂恩伯格觀測(cè)器。只有系統(tǒng)的能觀測(cè)部分（見(jiàn)能觀測(cè)性）的狀態(tài)才能重構(gòu)，而且能以任意快的速度來(lái)重構(gòu)，但在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)則受到噪聲、靈敏度等因素的限制。在系統(tǒng)的裝置或其觀測(cè)通道受有隨機(jī)噪聲干擾時(shí)，則必須用統(tǒng)計(jì)估計(jì)方法來(lái)處理。依觀測(cè)數(shù)據(jù)與被估狀態(tài)在時(shí)間上的相對(duì)關(guān)系，狀態(tài)估計(jì)又可區(qū)分為平滑、濾波和預(yù)報(bào)3種情形。

相量測(cè)量單元（phasor measurement unit，PMU）是廣域測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分，已在電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析和監(jiān)控中得到應(yīng)用。PMU優(yōu)化配置工作主要集中在滿足全局可觀測(cè)或N-1故障情況可觀測(cè)條件下減少的PMU數(shù)量，且大部分文獻(xiàn)考慮的都是在系統(tǒng)中一步到位配置所有的PMU。實(shí)際上，由于PMU價(jià)格昂貴，系統(tǒng)難以一次性安裝全部所需的PMU，且電力系統(tǒng)網(wǎng)架也處于改造升級(jí)的多階段動(dòng)態(tài)發(fā)展中，現(xiàn)有的PMU配置有可能會(huì)出現(xiàn)由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變而導(dǎo)致一些節(jié)點(diǎn)或線路不可測(cè)的情況出現(xiàn)。

針對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)架難以一次性全部安裝所需的相量測(cè)量單元PMU的問(wèn)題，吳霜 等提出考慮量測(cè)冗余度的多階段PMU優(yōu)化配置方法。首先給出系統(tǒng)量測(cè)冗余度的計(jì)算方法，在保證每一階段最大限度地提高系統(tǒng)量測(cè)冗余度及考慮已有PMU配置的基拙上，將PMU優(yōu)化配置分為2個(gè)階段：第1階段保證系統(tǒng)全局可觀測(cè);第2階段保證在線路N-1故障情況下不喪失對(duì)系統(tǒng)的觀測(cè)能力。接著采用改進(jìn)遺傳禁忌搜索算法，對(duì)新英格蘭39節(jié)點(diǎn)和IEEE 118系統(tǒng)進(jìn)行算例仿真，得到多階段PMU優(yōu)化配置方案。結(jié)果表明：考慮冗余度的多階段PMU優(yōu)化配置方法在保證每一階段安裝的PMU都能發(fā)揮最大效用的同時(shí)，很好地協(xié)調(diào)了PMU配置的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。 2100433B

量測(cè)冗余度：量測(cè)量個(gè)數(shù)m與待估計(jì)的狀態(tài)量個(gè)數(shù)n之間的比值m/n。

系統(tǒng)冗余度越高，對(duì)狀態(tài)估計(jì)采用一定的估計(jì)方法排除不良數(shù)據(jù)和消除誤差影響就越好。冗余測(cè)量的存在是狀態(tài)估計(jì)可以提高數(shù)據(jù)精度的基礎(chǔ)。量測(cè)冗余度的高低是決定狀態(tài)估計(jì)結(jié)果好壞的重要條件。

參數(shù)錯(cuò)誤會(huì)對(duì)狀態(tài)估計(jì)以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的計(jì)算、分析和控制產(chǎn)生長(zhǎng)期的不利影響。但是相對(duì)狀態(tài)估計(jì)而言，有關(guān)電網(wǎng)支路參數(shù)估計(jì)的研究相對(duì)較少。己有的電網(wǎng)支路參數(shù)估計(jì)方法包括殘差靈敏度分析法、增廣狀態(tài)估計(jì)法、啟發(fā)式算法、基于相量測(cè)量單元量測(cè)的方法等。這些方法各具特點(diǎn)，但由于參數(shù)估計(jì)對(duì)量測(cè)噪聲較為敏感，在較小的量測(cè)冗余度下，往往難以得到理想的估計(jì)結(jié)果。因此，繼續(xù)深人研究電網(wǎng)支路參數(shù)估計(jì)問(wèn)題具有重要意義。

朱建全等 綜合考慮了電力系統(tǒng)參數(shù)估計(jì)對(duì)量測(cè)冗余度要求相對(duì)較高，以及系統(tǒng)量測(cè)設(shè)備有限、參數(shù)維護(hù)工作難度大等實(shí)際情況，著眼于研究一種基于主導(dǎo)性評(píng)估的電網(wǎng)支路參數(shù)估計(jì)方法，以有效解決在一定的量測(cè)條件下應(yīng)該對(duì)哪些參數(shù)進(jìn)行估計(jì)的問(wèn)題，并能在此基礎(chǔ)上形成對(duì)主導(dǎo)性不同的參數(shù)進(jìn)行交替估計(jì)的新方法，以提高估計(jì)算法的精度和數(shù)值穩(wěn)定性。

（1）水面量測(cè)( water level measurement)：對(duì)水體自由表面位置的測(cè)定。水面量測(cè)是水工、河工、港工試驗(yàn)中重要量測(cè)項(xiàng)目之一，主要用于量測(cè)水位和波浪。

水位量測(cè)往往要與基準(zhǔn)面的高程相聯(lián)系，對(duì)量測(cè)儀器的準(zhǔn)確度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性有較高的要求。常用的儀器有測(cè)針和自動(dòng)跟蹤水位計(jì)等。

波浪量測(cè)是通過(guò)測(cè)定水面波動(dòng)的過(guò)程，從而推算出波高、波周期、波譜特性等參數(shù)。由于水面波動(dòng)較快，故對(duì)量測(cè)儀器的動(dòng)態(tài)特性有一定要求。波浪的量測(cè)可采用各種形式的波高儀。

現(xiàn)代的水工試驗(yàn)，不論是水位還是波浪的量測(cè)，都采用電腦對(duì)水面量測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中采集和數(shù)據(jù)處理。

（2）流速量測(cè)( flow velocity measurement)：對(duì)水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度的數(shù)值大小及方向的測(cè)定。流速量測(cè)是水流實(shí)驗(yàn)中重要的量測(cè)內(nèi)容之一。

在恒定流中，一般進(jìn)行時(shí)均流速的量測(cè)；而在非恒定流中，則要量測(cè)流速隨時(shí)間的變化過(guò)程。對(duì)變化緩慢的非恒定流（例如潮流）可用間隔一定時(shí)間量測(cè)一短時(shí)段內(nèi)時(shí)均流速的辦法來(lái)反映流速變化過(guò)程：對(duì)于脈動(dòng)流速（不論在恒定流或是非恒定流中）的量測(cè)，都要測(cè)得流速隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，并分析出流速脈動(dòng)的頻率和強(qiáng)度等。

嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，為了描述流體的流動(dòng)要進(jìn)行三維流速量測(cè)。但不少試驗(yàn)可忽略某一方向的流速，簡(jiǎn)化為二維的流速量測(cè)。在某些管道流、明渠流中甚至可簡(jiǎn)化為一維流速量測(cè)。

（3）流量量測(cè)（實(shí)驗(yàn)室）( flow measurement in lab: discharge measurement in lab)：對(duì)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一過(guò)水?dāng)嗝娴牧黧w體積的測(cè)定。測(cè)定流量的儀表稱為流量計(jì)。目前實(shí)驗(yàn)室內(nèi)常用的有壓差類、堰槽類、轉(zhuǎn)子類、電磁類、超聲類等幾種類型。

（4）水溫量測(cè)( water temperature measurement)：使用溫度計(jì)對(duì)水體溫度場(chǎng)的測(cè)定。在與熱力因素有關(guān)的水力學(xué)試驗(yàn)中，水溫是主要的量測(cè)項(xiàng)目之一。

（5）摻氣濃度量測(cè)( air concentration measurement) ：對(duì)水氣二相流中空氣濃度的測(cè)定。為了研究摻氣水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有必要測(cè)定水流斷面平均含氣濃度及點(diǎn)時(shí)均含氣濃度和脈動(dòng)含氣濃度。測(cè)量方法有多種，如水面線估量法、光學(xué)法、取樣法、同位素法、電學(xué)法等，常用的有取樣濃度儀、y射線濃度儀、電阻濃度儀及針形點(diǎn)摻氣濃度儀4種。

（6）壓強(qiáng)量測(cè)(pressure measurement)：對(duì)流體作用于單位面積上的法向力的測(cè)定，壓強(qiáng)通常分為相對(duì)壓強(qiáng)和絕對(duì)壓強(qiáng)。前者是測(cè)點(diǎn)水壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)之差：后者是包括大氣壓強(qiáng)在內(nèi)的總壓強(qiáng)。測(cè)定壓強(qiáng)的儀表稱為壓力計(jì)，按其作用原理可分為液柱式壓力計(jì)、機(jī)械式壓力計(jì)和電測(cè)壓力傳感器等。

包括水面量測(cè)、流速量測(cè)、流量量測(cè)、壓強(qiáng)量測(cè)、水溫量測(cè)、流動(dòng)顯示、摻氣濃度量測(cè)、空化噪聲量測(cè)、水激振動(dòng)量測(cè)等。

凈空變形量測(cè)，又稱凈空位移量測(cè)、收斂量測(cè)。指用收斂計(jì)測(cè)量開挖后隧道周邊輪廓向其內(nèi)側(cè)發(fā)生的相對(duì)位移。收斂量測(cè)已成為研究隧道施工的安全性、支護(hù)效果、支護(hù)施工時(shí)機(jī)、支護(hù)方法等的簡(jiǎn)便而有效的基本施工管理量測(cè)方法，是圍巖監(jiān)控量測(cè)的必測(cè)項(xiàng)目之一。測(cè)線的布置與被測(cè)斷面的形狀和尺寸、圍巖條件及開挖方式有關(guān)。當(dāng)斷面較大日圍巖軟弱時(shí)，測(cè)線布置略多。

學(xué)科：坑探工程

詞目：凈空變形量測(cè)

英文：convergence measure2100433B