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一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法

文檔序號:10596436閱讀:688來源:國知局
一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,包括預(yù)估配電網(wǎng)的運行狀態(tài),確定量測量與狀態(tài)量的關(guān)系;根據(jù)配電網(wǎng)實際的運行狀態(tài),在量測配置時構(gòu)建多種不同狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);分析配電網(wǎng)系統(tǒng)在不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的飽和量測特性,基于啟發(fā)式算法確定飽和量測數(shù)量;在飽和量測數(shù)量為量測數(shù)量的安裝數(shù)量上限的約束條件下,以多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)估計誤差的加權(quán)和最小為目標(biāo),構(gòu)建量測配置模型;利用層次分析法求解量測配置模型的權(quán)重系數(shù),遍歷所有可選方案,求解最優(yōu)解,輸出最優(yōu)量測配置方案。本發(fā)明以權(quán)重系數(shù)的方式分析了不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對量測配置的影響差異,量測配置結(jié)果更切實際。
【專利說明】
一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能配電網(wǎng)高級應(yīng)用軟件技術(shù)及其自愈控制技術(shù)的發(fā)展,大大提高了配電網(wǎng)的自 動化水平,在線網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)成為可能,網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)將作為主動配電網(wǎng)中降低網(wǎng)絡(luò)損耗、提高電壓 水平、以及對故障后負荷恢復(fù)供電的常見措施。因此,網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)對量測配置的影響將不容忽 視,基于一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的量測配置,已不能達到配電網(wǎng)狀態(tài)估計精度的要求。因而設(shè)計一種 兼顧多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性量測系統(tǒng)是有必要的。
[0003] 合理的量測配置是保證系統(tǒng)可觀測的重要條件,系統(tǒng)可觀測是狀態(tài)估計的前提。 目前可觀性分析的方法主要是針對輸電網(wǎng),輸電網(wǎng)因其量測冗余度高,一般能滿足可觀性 要求。而配電網(wǎng)規(guī)模較大、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化較快,量測冗余度不足,從經(jīng)濟角度考慮,大范圍地 進行量測配置達到傳統(tǒng)意義下的可觀性是不切實際的。為實現(xiàn)系統(tǒng)的可觀性,配電網(wǎng)中一 般需添加誤差較大的偽量測數(shù)據(jù),這影響了狀態(tài)估計的精度,而狀態(tài)估計結(jié)果的準(zhǔn)確性對 其他應(yīng)用有很大的影響。因此,在保證系統(tǒng)可觀性及經(jīng)濟性基礎(chǔ)上,量測配置應(yīng)盡可能提高 狀態(tài)估計的精度及魯棒性。
[0004] 近年來,配電網(wǎng)的量測配置研究倍受關(guān)注,但大多是針對單一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。雖然國外 已有少數(shù)文獻在量測配置過程中兼顧多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的估計精度,但各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響權(quán)重 相同,并未考慮不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對量測配置的影響差異。事實上,不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在配電網(wǎng)運行 中所占的比重不同,比如優(yōu)化重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)運行的時間可能相對于故障重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)要長一些。因此,在量測配置中,各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)賦予不同的影響權(quán)重,以表征這種影響 差異。除此之外,目前以量測數(shù)量為約束的量測配置方法并沒有給出量測數(shù)量上限的依據(jù), 大都只是根據(jù)已有經(jīng)驗確定。
[0005] 目前的量測配置方法存在以下問題:
[0006] (1)針對單一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),最終的量測配置方案僅僅保證單一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)估計 精度滿足要求,若網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,其估計精度難以保證,量測配置的魯棒性不足;
[0007] (2)少數(shù)針對多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的量測配置方法,各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響權(quán)重相同,未考慮 不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對量測配置的影響差異;
[0008] (3)沒有給出量測數(shù)量上限的依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明為了解決上述問題,提出了一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方 法,本方法首先提出了量測系統(tǒng)的飽和特性,并確定了系統(tǒng)的飽和量測數(shù)量,以此作為量測 數(shù)量上限約束;然后基于啟發(fā)式算法確定最終量測配置方案,能夠兼顧多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的估 計精度,魯棒性提高。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0011] -種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,包括以下步驟:
[0012] (1)預(yù)估配電網(wǎng)的運行狀態(tài),確定量測量與狀態(tài)量的關(guān)系;
[0013] (2)根據(jù)配電網(wǎng)實際的運行狀態(tài),在量測配置時構(gòu)建多種不同狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);
[0014] (3)分析配電網(wǎng)系統(tǒng)在不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的飽和量測特性,基于啟發(fā)式算法確定飽 和量測數(shù)量;
[0015] (4)在飽和量測數(shù)量為量測數(shù)量的安裝數(shù)量上限的約束條件下,以多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 估計誤差的加權(quán)和最小為目標(biāo),構(gòu)建量測配置模型;
[0016] (5)利用層次分析法求解量測配置模型的權(quán)重系數(shù),遍歷所有可選方案,求解最優(yōu) 解,輸出最優(yōu)量測配置方案。
[0017]所述步驟(1)中,計及的狀態(tài)矢量具體包括所有節(jié)點的電壓幅值及除平衡節(jié)點外 的電壓相角,量測矢量類型包括實時電壓幅值量測、實時功率量測、虛擬量測和偽量測。
[0018] 所述步驟(2)中,具體包括正常運行、弱環(huán)網(wǎng)、優(yōu)化重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及故障重 構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0019] 所述步驟(2)中,弱環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為閉合某一聯(lián)絡(luò)開關(guān)后形成的網(wǎng)絡(luò)。
[0020] 所述步驟(2)中,以網(wǎng)損最小、電壓偏移及負荷均衡為目標(biāo),通過遺傳算法求得優(yōu) 化重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0021] 所述步驟(2)中,故障重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由選取某一支路故障,通過遺傳算法求 得。
[0022]所述步驟(3)中,具體步驟包括:
[0023] (3-1)初始化系統(tǒng)數(shù)據(jù),計算在缺省的量測配置時系統(tǒng)狀態(tài)估計總方差;
[0024] (3-2)每次增加一個量測,遍歷所有可選方案,使?fàn)顟B(tài)估計總方差最小的方案即為 新增量測的位置和類型;
[0025] (3-3)繼續(xù)增加量測,直到量測數(shù)量使系統(tǒng)狀態(tài)估計總方差變化量與系統(tǒng)狀態(tài)估 計總方差的比值小于設(shè)定值。
[0026] 所述步驟(4)中,各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的估計誤差的加權(quán)和為每個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對量測配置的 影響權(quán)重與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)狀態(tài)估計總誤差乘積之和。
[0027] 所述步驟(4)中,采用M。次蒙特卡洛法計算的均值作為各狀態(tài)變量的估計值以表 征量測系統(tǒng)的不確定性。
[0028] 所述步驟(5)中,確定各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對量測配置的影響權(quán)重的具體步驟包括:
[0029] (5-1)分析各因素之間的關(guān)系,建立遞階層次結(jié)構(gòu);
[0030] (5-2)將各因素對同一準(zhǔn)則或目標(biāo)的重要性進行兩兩比較,依據(jù)判斷矩陣標(biāo)度表, 對各準(zhǔn)則進行評分,形成判斷矩陣;
[0031] (5-3)由判斷矩陣計算被比較元素對上一層準(zhǔn)則的相對權(quán)重,并進行一致性檢驗。 [0032]進一步的,已知判斷矩陣,用特征值法求得各權(quán)重的值,對判斷矩陣進行一致性檢 驗,檢測判斷矩陣是否可接受,否則需對判斷該矩陣做適當(dāng)調(diào)整。
[0033]本發(fā)明的有益效果為:
[0034] (1)本發(fā)明分析了配電網(wǎng)中量測系統(tǒng)的飽和特性,確定了飽和量測數(shù)量;
[0035] (2)本發(fā)明以飽和量測數(shù)量作為量測設(shè)備的安裝數(shù)量上限,對配電系統(tǒng)量測配置 的建設(shè)投資給出指導(dǎo)性方案,避免了盲目安裝大量量測裝置而估計精度又沒有明顯提高所 造成的經(jīng)濟浪費,具有實際意義;
[0036] (3)本發(fā)明的量測配置模型考慮了多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),最終量測配置能夠兼顧多種網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)的估計精度,魯棒性提高;
[0037] (4)本發(fā)明以權(quán)重系數(shù)的方式分析了不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對量測配置的影響差異,量測 配置結(jié)果更切實際。
【附圖說明】
[0038] 圖1本發(fā)明提供的設(shè)計方案流程圖;
[0039] 圖2(a)和圖2(b)分別為本發(fā)明提供的層次分析法的結(jié)構(gòu)圖及確定權(quán)重流程圖;
[0040] 圖3本發(fā)明提供的基于啟發(fā)式算法確定最終量測配置方案;
[0041 ]圖4本發(fā)明提供的IEEE33節(jié)點系統(tǒng)接線圖;
[0042]圖5本發(fā)明提供的不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下,基于啟發(fā)式算法確定的IEEE33節(jié)點系統(tǒng)的飽 和量測特性。
【具體實施方式】:
[0043]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0044] 如圖1所示,計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,包括以下步驟:
[0045] (1)狀態(tài)估計方法選用加權(quán)最小二乘法;
[0046] (2)根據(jù)配電網(wǎng)實際的運行狀態(tài),量測配置考慮的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括正常運行網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)、弱環(huán)網(wǎng)、優(yōu)化重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及故障重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)四類;
[0047] (3)分析系統(tǒng)在不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的飽和量測特性,基于啟發(fā)式算法確定系統(tǒng)的飽 和量測數(shù)量,并以此作為量測配置模型中量測數(shù)量的安裝數(shù)量上限;
[0048] (4)建立量測配置的數(shù)學(xué)模型,以多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)估計誤差的加權(quán)和作為衡量系統(tǒng) 估計精度的標(biāo)準(zhǔn),并以此為目標(biāo)。約束條件為量測設(shè)備的安裝數(shù)量上限約束。
[0049] (5)前述步驟(4)的權(quán)重系數(shù)由層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP) 求得;
[0050] (6)基于啟發(fā)式算法確定最終的量測配置方案,即遍歷所有可選方案,新增量測位 置及類型的選取使所述步驟(4)的目標(biāo)函數(shù)最小。重復(fù)該過程,直到達到量測設(shè)備的安裝數(shù) 量上限;
[0051] (7)輸出最優(yōu)量測配置方案。
[0052] 前述步驟(1)狀態(tài)估計中量測量與狀態(tài)量之間的關(guān)系為:
[0053] z = f (x)+e
[0054] 式中:x為狀態(tài)矢量,jsf [ n,巧,v-,』f,包含所有節(jié)點的電壓幅值 及除平衡節(jié)點外的電壓相角;z為量測矢量,量測類型包括實時電壓幅值量測,實時功率量 測、虛擬量測(零注入節(jié)點)和偽量測(節(jié)點負荷);f(x)為量測方程;e為量測誤差矢量,e~N (0,R),貧[CT A CT ?,…,GT.J],為量測誤差的協(xié)方差矩陣。
[0055] 另有:
[0056] H(x) = <^-~)- dx
[0057] C=(htR-咕)一1
[0058]式中:H為系統(tǒng)的雅克比矩陣,C為系統(tǒng)狀態(tài)估計誤差的協(xié)方差矩陣,是對稱非負定 矩陣;Ckj或Cjk是狀態(tài)變量Xk和Xj的協(xié)方差;Cii為C中第i個對角元素,對應(yīng)狀態(tài)變量Xi的方 差。
[0059]隨著Cll的增大,狀態(tài)變量^的誤差隨之增大,反之亦然。定義系統(tǒng)狀態(tài)估計總方差 為:
[0061 ]式中:N為系統(tǒng)中的節(jié)點總數(shù),(2N-1)為系統(tǒng)中的狀態(tài)變量總數(shù)。
[0062] 前述步驟(2)弱環(huán)網(wǎng)、優(yōu)化重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及故障重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):
[0063] 1)閉合某一聯(lián)絡(luò)開關(guān),形成弱環(huán)網(wǎng);
[0064] 2)以網(wǎng)損最小、電壓偏移及負荷均衡為目標(biāo),通過遺傳算法求得優(yōu)化重構(gòu)后的網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu);
[0065]優(yōu)化重構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)為:
[0067] 式中:Nbr是系統(tǒng)的總支路數(shù);Ii是第i條支路的電流是所有支路電流的平均 值;VjPVNl*別為第i個節(jié)點電壓的真值和額定值; ri是第i條支路的電阻;PlcissQ是正常網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)下的有功網(wǎng)損;m〇ad,u?it age和Uloss是三個子目標(biāo)的權(quán)重。所有的值都是標(biāo)么值的形式。
[0068] 3)選取某一支路故障,通過遺傳算法求得故障重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0069] 前述步驟(3)基于系統(tǒng)狀態(tài)估計總方差與量測數(shù)量的關(guān)系,推導(dǎo)了量測系統(tǒng)的飽 和特性,并確定了飽和量測數(shù)量,具體推導(dǎo)過程如下:
[0070] 假定當(dāng)前有m個量測量,對應(yīng)的系統(tǒng)雅可比矩陣、量測誤差的協(xié)方差矩陣及狀態(tài)估 計的協(xié)方差矩陣分別為化、心和(^。新增一個量測量,對應(yīng)的系統(tǒng)雅可比矩陣、量測誤差的協(xié) 方差矩陣及狀態(tài)估計的協(xié)方差矩陣分別為H m+1、UPCm+1。其中,Hm+1可表示為:
L0072」式中:hm+1為雅可比矩陣中新增量測對應(yīng)的行向量。
[0073] 根據(jù)Sherman-Morrison方程,Cm和Cm+i間的關(guān)系可表示為:
[0076]假定新增量測為功率量測,則其與四個狀態(tài)變量相關(guān),hm+沖有四個非零元素,分 別表示為:
[0081] 式中:fm+i(x)為第(m+1)個量測量對應(yīng)的量測方程,€4、(1」、(11及(^分別為]1 111+1中第:[、 」、1及1"個元素。
[0082] 矩陣A中的對角元素即為新增一個量測量,(^中對角元素的減小量,SP:
[0084] 式中:akk是A的第k個對角元素,cki、Ckj、c kl和ckr分別為Cm中第i、j、1及r列中的第k 個元素 ,kG 1,2,3,…,2N-1 .Wm+i = l/(〇m+i2)是第(m+1)個量測量的權(quán)重.d是計算過程中的 中間變量,可表示為:
[0085] d = ^ +tXjCJI, +ajcln +arcm) nav
[0086] 式中:v={i,j,l,r} ?
[0087] 顯然,akk的正負由d的符號決定。為d證明的正負,可將Cij表示為:
[0088]
[0089]式中:-1彡P(guān)ij彡1,是第i和第j個狀態(tài)變量的相關(guān)系數(shù)。
[0090] 取|P |=1,則d可等價為:
[0091 ] " ={(U: ypl、± (U.. ) ±[a, j,',, ) ±(a,.:sp^ 0
[0092]由此可得,d》0。因此,akk>0,貝撕增一個量測量,系統(tǒng)狀態(tài)估計總方差變化量總大 于0,即:
[0094] 式中:Csys,jPCsys,m+1分別為量測數(shù)量為m和m+1時系統(tǒng)狀態(tài)估計總方差。
[0095] -般的,若新增量測為電壓量測,hm+1中只有一個非零元素,ACsys, m>0仍然成立。 [0096] 另外,A Csys具有子模塊飽和特性(Submodularity),即當(dāng)已有量測很少時,新增一 個量測A Csys的下降量要大于已有較多量測情況下新增一個量測時A Csys的下降量。也即:
[0097] A Csys(Sl U S2)+ A Csys(Sl n S2)^ A Csys(Sl)+ A Csys(S2)
[0098] 式中:&、S2 e 0,0是所有可能的量測位置及類型的備選方案。
[0099] 對于及£爲(wèi)£ ft s e 0/B2,A Csys滿足:
[0100] A Csys(Bl U s)- A Csys(Bl)^ A Csys(B2 u s)- A Csys(B2)
[0101] 因此,隨著量測數(shù)量的增加 ,a csys逐漸減小。定義當(dāng)滿足下式時,對應(yīng)的量測數(shù)量 為飽和量測數(shù)量Ns。
[0103] 式中:Csys,o是基準(zhǔn)值,為在缺省的量測配置時(變電站處的一個功率量測和一個電 壓量測)系統(tǒng)狀態(tài)估計總方差;A Csys為新增一個量測時,Csys的下降量;e為與狀態(tài)估計精度 有關(guān)的變量。
[0104] 在此,對于某一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下,可基于啟發(fā)式算法確定飽和量測數(shù)量,具體步驟如 下:
[0105] 1)初始化系統(tǒng)數(shù)據(jù);
[0106] 2)計算 Csys,o;
[0107] 3)每次增加一個量測,遍歷所有可選方案,使Csys最小方案即為新增量測的位置和 類型;
[0108] 4)增加量測,直到量測數(shù)量使
滿足。
[0109] 不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的飽和量測數(shù)量均可按上述方案求得。
[0110] 前述步驟(4)的目標(biāo)函數(shù)F及約束條件如下: min ^^ = > p: K f Com] com sJ. M < N&
[0112] 式中:E_為系統(tǒng)綜合估計誤差別為第j種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對量測配置的影響權(quán)重,0<Pj 彡1,且,=1 N s t r為所考慮的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)總數(shù),E s, j為第j個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)狀態(tài)估計總誤 , 差。
[0113] 其中,各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)狀態(tài)估計精度由各狀態(tài)變量的相對估計誤差之和表示:
[0115] 式中:ES為系統(tǒng)狀態(tài)估計總誤差;2N-1為狀態(tài)變量的個數(shù);Xi,true3和xipst分別為第i 個狀態(tài)變量的真值和估計值,其中各狀態(tài)變量真值由潮流計算求得。
[0116] 為表征量測系統(tǒng)的不確定性,采用M。次蒙特卡洛法計算的均值作為各狀態(tài)變量的 估計值,即:
[0118] 式中:Mc = 400,為蒙特卡洛的運行次數(shù);Xi,j為第j次蒙特卡洛第i個狀態(tài)變量的估 計值。
[0119] 前述步驟(5)由AHP確定各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對量測配置的影響權(quán)重pi的步驟如下:
[0120] 1)分析系統(tǒng)中各因素之間的關(guān)系,建立遞階層次結(jié)構(gòu),如圖2(a)所示;
[0121] 2)將各因素對同一準(zhǔn)則或目標(biāo)的重要性進行兩兩比較,依據(jù)判斷矩陣標(biāo)度表,對 各準(zhǔn)則進行評分,形成判斷矩陣;
[0122] 3)由判斷矩陣計算被比較元素對上一層準(zhǔn)則的相對權(quán)重,并進行一致性檢驗;
[0123] 已知判斷矩陣,可用特征值法求得各權(quán)重的值。對判斷矩陣進行一致性檢驗,檢測 判斷矩陣是否可接受,否則需對判斷該矩陣做適當(dāng)調(diào)整。
[0124] 前述步驟(6)基于啟發(fā)式算法求解量測配置的過程如下:
[0125] 1)計算量測在所有可選方案的E。?并保存;
[0126] 2)比較上述所有E_,使E_最小的情況即為新增量測的安裝類型和位置。
[0127] 3)重復(fù)步驟1) 一 3),直到達到量測設(shè)備的安裝數(shù)量上限。
[0128] 由圖5可以看出,對于同一系統(tǒng),不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的量測飽和特性基本一致。隨著 量測數(shù)量的增加,系統(tǒng)的狀態(tài)估計總誤差隨之呈非線性下降,但其下降量越來越小。當(dāng)量測 數(shù)量增加到某一值,量測系統(tǒng)達到飽和。雖然增加量測,系統(tǒng)狀態(tài)估計總方差會略有減小, 但下降幅度很小,可以忽略。因此,以飽和量測數(shù)量作為量測配置的安裝數(shù)量上限可以保證 配電網(wǎng)的狀態(tài)估計精度。
[0129] 當(dāng)e = 0.01時,飽和量測數(shù)量為9。以飽和量測數(shù)量為量測設(shè)備的安裝數(shù)量上限,本 發(fā)明確定的最終量測配置方案包含5個功率量測和4電壓幅值量測。功率量測分別安裝在支 路2、5、10、18和21,電壓幅值量測分別安裝在節(jié)點9、19、26和29。基于本發(fā)明確定的量測配 置方案,系統(tǒng)綜合估計誤差為E_=0.004348,估計精度較高。因此,本發(fā)明提出的計及多種 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的量測配置方法,能夠兼顧多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)運行情況下的狀態(tài)估計精度,同時又能 保證正常運行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)估計精度,具有魯棒性。
[0130] 上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述,但并非對本發(fā)明保護范 圍的限制,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,其特征是:包括以下步驟: (1) 預(yù)估配電網(wǎng)的運行狀態(tài),確定量測量與狀態(tài)量的關(guān)系; (2) 根據(jù)配電網(wǎng)實際的運行狀態(tài),在量測配置時構(gòu)建多種不同狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu); (3) 分析配電網(wǎng)系統(tǒng)在不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的飽和量測特性,基于啟發(fā)式算法確定飽和量 測數(shù)量; (4) 在飽和量測數(shù)量為量測數(shù)量的安裝數(shù)量上限的約束條件下,以多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)估計 誤差的加權(quán)和最小為目標(biāo),構(gòu)建量測配置模型; (5) 利用層次分析法求解量測配置模型的權(quán)重系數(shù),遍歷所有可選方案,求解最優(yōu)解, 輸出最優(yōu)量測配置方案。2. 如權(quán)利要求1所述的一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,其特征是:所述 步驟(1)中,計及的狀態(tài)矢量具體包括所有節(jié)點的電壓幅值及除平衡節(jié)點外的電壓相角,量 測矢量類型包括實時電壓幅值量測、實時功率量測、虛擬量測和偽量測。3. 如權(quán)利要求1所述的一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,其特征是:所述 步驟(2)中,具體包括正常運行、弱環(huán)網(wǎng)、優(yōu)化重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及故障重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)。4. 如權(quán)利要求3所述的一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,其特征是:所述 步驟(2)中,弱環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為閉合某一聯(lián)絡(luò)開關(guān)后形成的網(wǎng)絡(luò)。5. 如權(quán)利要求1所述的一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,其特征是:所述 步驟(2)中,以網(wǎng)損最小、電壓偏移及負荷均衡為目標(biāo),通過遺傳算法求得優(yōu)化重構(gòu)后的網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu); 所述步驟(2)中,故障重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由選取某一支路故障,通過遺傳算法求得。6. 如權(quán)利要求1所述的一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,其特征是:所述 步驟(3)中,具體步驟包括: (3-1)初始化系統(tǒng)數(shù)據(jù),計算在缺省的量測配置時系統(tǒng)狀態(tài)估計總方差; (3-2)每次增加一個量測,遍歷所有可選方案,使?fàn)顟B(tài)估計總方差最小的方案即為新增 量測的位置和類型; (3-3)繼續(xù)增加量測,直到量測數(shù)量使系統(tǒng)狀態(tài)估計總方差變化量與系統(tǒng)狀態(tài)估計總 方差的比值小于設(shè)定值。7. 如權(quán)利要求1所述的一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,其特征是:所述 步驟(4)中,各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的估計誤差的加權(quán)和為每個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對量測配置的影響權(quán)重與相 應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)狀態(tài)估計總誤差乘積之和。8. 如權(quán)利要求1所述的一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,其特征是:所述 步驟(4)中,采用M。次蒙特卡洛法計算的均值作為各狀態(tài)變量的估計值以表征量測系統(tǒng)的 不確定性。9. 如權(quán)利要求1所述的一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,其特征是:所述 步驟(5)中,確定各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對量測配置的影響權(quán)重的具體步驟包括: (5-1)分析各因素之間的關(guān)系,建立遞階層次結(jié)構(gòu); (5-2)將各因素對同一準(zhǔn)則或目標(biāo)的重要性進行兩兩比較,依據(jù)判斷矩陣標(biāo)度表,對各 準(zhǔn)則進行評分,形成判斷矩陣; (5-3)由判斷矩陣計算被比較元素對上一層準(zhǔn)則的相對權(quán)重,并進行一致性檢驗。10.如權(quán)利要求1所述的一種計及多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)量測配置方法,其特征是:所 述步驟(5)中,已知判斷矩陣,用特征值法求得各權(quán)重的值,對判斷矩陣進行一致性檢驗,檢 測判斷矩陣是否可接受,否則需對判斷該矩陣做適當(dāng)調(diào)整。
【文檔編號】H02J3/00GK105958487SQ201610431772
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】張文, 王紅
【申請人】山東大學(xué)
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