一種配電網(wǎng)三相狀態(tài)估計(jì)雅可比矩陣常數(shù)化的處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)三相狀態(tài)估計(jì)雅可比矩陣常數(shù)化的處理方法，包括以下步驟：對(duì)配電網(wǎng)三相節(jié)點(diǎn)電壓和三相支路電流進(jìn)行相位變換；基于配電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)的電壓幅值和支路相角差近似化；對(duì)雅可比矩陣進(jìn)行常數(shù)化處理。本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)三相狀態(tài)估計(jì)雅可比矩陣常數(shù)化的處理方法，實(shí)現(xiàn)了雅可比矩陣的常數(shù)化，在進(jìn)行配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)時(shí)只需形成一次雅可比矩陣和信息矩陣，只需對(duì)信息矩陣做一次因子分解，從而大大降低了計(jì)算量，提高了計(jì)算速度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種配電網(wǎng)三相狀態(tài)估計(jì)雅可比矩陣常數(shù)化的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種處理方法，具體講涉及一種配電網(wǎng)三相狀態(tài)估計(jì)雅可比矩陣常數(shù)化的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，分布式電源在配電網(wǎng)中大規(guī)模的接入對(duì)配電系統(tǒng)的運(yùn)行與控制提出了挑戰(zhàn)，為了提高配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)，需要配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)為對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行分析與決策提供精確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0003]針對(duì)配電網(wǎng)量測(cè)配置、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漭椛錉顬橹?、弱環(huán)和三相不平衡的特點(diǎn)，目前，配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)分別以節(jié)點(diǎn)電壓、支路復(fù)電流、支路功率、節(jié)點(diǎn)注入復(fù)電流等為狀態(tài)量，利用加權(quán)最小二乘(WLS)、加權(quán)最小絕對(duì)值(WLAV)等狀態(tài)估計(jì)方法求解配電網(wǎng)狀態(tài)量。當(dāng)直接利用配電網(wǎng)中的各種量測(cè)時(shí)，不管采用上述何種變量作為狀態(tài)量，雅可比矩陣都是非恒定的，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，較大的計(jì)算量將會(huì)大大影響計(jì)算速度。為了降低計(jì)算量，提高計(jì)算速度，量測(cè)等效變換技術(shù)在配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)中得到了廣泛的使用，以節(jié)點(diǎn)電壓、支路復(fù)電流、節(jié)點(diǎn)復(fù)電流為狀態(tài)量時(shí)，將功率量測(cè)對(duì)、電流幅值量測(cè)轉(zhuǎn)換為等效的電流實(shí)部量測(cè)與電流虛部量測(cè)，實(shí)現(xiàn)了雅可比矩陣的常數(shù)化，但是這種方法的缺點(diǎn)是功率量測(cè)必須成對(duì)出現(xiàn)，量測(cè)等效變換不可避免的會(huì)帶來(lái)轉(zhuǎn)換誤差，影響估計(jì)精度，同時(shí)也給不良數(shù)據(jù)檢測(cè)與辨識(shí)帶來(lái)了困難。以支路復(fù)電流為狀態(tài)量時(shí)，在電網(wǎng)輻射狀的情況下，對(duì)電壓幅值量測(cè)的使用受限于根節(jié)點(diǎn)電壓量測(cè)精度，在配電網(wǎng)存在環(huán)路時(shí)，需要考慮KVL約束，增加了計(jì)算的復(fù)雜性，此時(shí)電壓幅值量測(cè)無(wú)法使用。以支路功率為狀態(tài)量時(shí)，將各種量測(cè)利用量測(cè)等效變換技術(shù)轉(zhuǎn)換為功率量測(cè)，但是將各種量測(cè)變換為功率量測(cè)利用了較多的其他變量，量測(cè)利用效率不高，存在環(huán)路時(shí)處理KVL增加了計(jì)算的復(fù)雜性。鑒于配電網(wǎng)實(shí)時(shí)量測(cè)偏少，虛擬量測(cè)較多的特點(diǎn)，很多文獻(xiàn)提出了基于量測(cè)匹配的思想，利用優(yōu)化算法求解配電網(wǎng)狀態(tài)的方法，顯然，這種方法前提是實(shí)時(shí)量測(cè)要足夠精確。以節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角為狀態(tài)量的優(yōu)點(diǎn)是能夠很好的處理各種量測(cè)、對(duì)弱環(huán)不用特殊處理，但是雅可比矩陣及信息矩陣不是常數(shù)，如何能夠降低計(jì)算量急需解決的問(wèn)題。
[0004]配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)能夠?yàn)榕潆娋W(wǎng)絡(luò)提供更為可靠的估計(jì)數(shù)據(jù)，是對(duì)配電網(wǎng)分析與控制的基礎(chǔ)，也是智能配電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知的基礎(chǔ)工具。配電網(wǎng)相對(duì)于輸電網(wǎng)三相不平衡較為突出、R/X比值較高，以節(jié)點(diǎn)電壓為狀態(tài)量時(shí)，雅可比矩陣不能保持常數(shù)化，每次迭代時(shí)都要重新雅可比矩陣和因子分解，計(jì)算量較大，配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)計(jì)算效率不高，影響了配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)的實(shí)用化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)三相狀態(tài)估計(jì)雅可比矩陣常數(shù)化的處理方法，實(shí)現(xiàn)了雅可比矩陣的常數(shù)化，在進(jìn)行配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)時(shí)只需形成一次雅可比矩陣和信息矩陣，只需對(duì)信息矩陣做一次因子分解，從而大大降低了計(jì)算量，提高了計(jì)算速度。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)三相狀態(tài)估計(jì)雅可比矩陣常數(shù)化的處理方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]步驟1:對(duì)配電網(wǎng)三相節(jié)點(diǎn)電壓和三相支路電流進(jìn)行相位變換；
[0009]步驟2:基于配電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)的電壓幅值和支路相角差近似化；
[0010]步驟3:對(duì)雅可比矩陣進(jìn)行常數(shù)化處理。
[0011]所述步驟I中，令a = 1/120°，A = diag(l, a, a2),將配電網(wǎng)三相節(jié)點(diǎn)電壓和三相支路電流做如下變換:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種配電網(wǎng)三相狀態(tài)估計(jì)雅可比矩陣常數(shù)化的處理方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:對(duì)配電網(wǎng)三相節(jié)點(diǎn)電壓和三相支路電流進(jìn)行相位變換； 步驟2:基于配電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)的電壓幅值和支路相角差近似化； 步驟3:對(duì)雅可比矩陣進(jìn)行常數(shù)化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)三相狀態(tài)估計(jì)雅可比矩陣常數(shù)化的處理方法，其特征在于:所述步驟I中，令a = 1/120° , A = diag(l, a, a2),將配電網(wǎng)三相節(jié)點(diǎn)電壓和三相支路電流做如下變換:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)三相狀態(tài)估計(jì)雅可比矩陣常數(shù)化的處理方法，其特征在于:所述步驟2中，配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中電壓運(yùn)行在額定值附近，支路中流過(guò)的功率不大，經(jīng)過(guò)相位變換后，支路的節(jié)點(diǎn)間同相和異相的相角差都近似為0，則有
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)三相狀態(tài)估計(jì)雅可比矩陣常數(shù)化的處理方法，其特征在于:所述步驟3中的雅克比矩陣包括支路功率對(duì)應(yīng)的雅克比矩陣和節(jié)點(diǎn)注入功率對(duì)應(yīng)的雅克比矩陣； I)支路功率對(duì)應(yīng)的雅克比矩陣常數(shù)化處理過(guò)程如下: 支路的功率方程為:
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103825270SQ201410076022
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】王少芳, 劉廣一, 郎燕生, 徐杰, 劉升, 鄒昱, 竇成龍 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司沈陽(yáng)供電公司