随着光伏发电渗透率的增加,利用电网与光伏电站所装设的异质传感装置对光伏电站的运行状态进行实时的监测和估计,对提升含光伏电站交直流电力系统的态势感知和决策能力具有十分重要的意义。本文提出了一种对含光伏电站交直流电力系统中的“源”（光伏电站）和“网络”（交直流电网）进行综合状态估计的系统理论方法,为含可再生能源发电的电力系统的态势感知提供了一种崭新的思路。主要的研究成果如下:1)针对大规模具有间歇性和随机性的可再生能源发电并网所引起的交直流电网的态势感知能力需要增强的问题,提出一种高精度、多电压等级的交直流电网状态估计模型。首先,为提高交直流电网状态估计模型的精确度,建立了可以准确描述双向隔离式DC/DC电压源型变换器（Voltage Source Converter,VSC）和双向DC/AC VSC等组件运行状态的含损模型;然后,提出一种直流电网状态变量和量测量的选择方案,推导出直流电网的量测方程和雅可比矩阵,建立多电压等级具有“网孔”结构直流电网的状态估计模型;最后,结合传统交流输电网的状态估计模型,建立高精度、多电压等级的交直流电网的状态估计模型。2)提出一种含光伏电站的交直流电力系统状态估计模型。该模型具有以下优点:光伏阵列组件采用显式拟合函数模型,变换器组件采用精确且计算简便的含损模型,提高了含光伏电站交直流电力系统状态估计模型的精确度,并维持了较高的计算效率;详细考虑了辐照度和温度等非电气量的量测信息,对含光伏电站的交直流电力系统进行状态估计建模,将交直流电力系统的状态估计范围从“网络”扩展至“源”,提高了含光伏电站交直流电力系统状态估计的量测冗余度、结果的精确度以及不良数据处理能力;采用基于多量测断面的光伏电站参数估计方法对变换器功率半导体器件中缺失的参数进行准确估计,提升了所提方法在工程实际中的可用性。3)针对光伏电站中各光伏阵列的辐照度和各汇流区域相同组件的运行状态不同所引起的光伏电站单机组等效模型态势感知能力受限的问题,提出一种计及辐照度分布的含组串式光伏电站详细模型的交直流电力系统状态估计模型。首先,为提高含光伏电站的交直流电力系统状态估计模型的精确度,基于光伏电站组件模型和组串式光伏电站的拓扑结构,对组串式光伏电站进行详细建模,考虑了各汇流区域中相同组件运行状态的不同;然后,基于历史天空云图和相应的辐照度数据集,对状态估计时刻光伏电站各汇流区域中的辐照度进行预测,提高了交直流电力系统状态估计的量测冗余度,同时提高了交直流电力系统的状态估计模型的精确度;最后,提出一种可表征组串式光伏电站运行状态的状态变量选择方案,推导出量测方程和雅可比矩阵,结合交直流电网的状态估计模型,建立计及辐照度分布的含组串式光伏电站详细模型的交直流电力系统状态估计模型。4)针对由于对光伏电站进行详细建模所引起的交直流电力系统集中式状态估计方法运算效率降低的问题,提出了一种组串式光伏电站-交直流电力系统两级分布式状态估计模型。在光伏电站级,基于组串式光伏电站的详细模型和辐照度预测数据与传感器提供的量测冗余度,建立光伏电站状态估计模型,实现对光伏电站运行状态的实时监测。在交直流电网级,建立含光伏电站多机组等效模型交直流电力系统状态估计模型,为交直流系统正常运行或发生故障时光伏电站在公共耦合点（Point of Common Coupling,PCC）处的响应提供基础数据,同时在保证精度基础上,减轻了因对光伏电站进行详细建模而引起的交直流电力系统状态估计运行的计算负担。