專利名稱：一種配電網(wǎng)電流匹配狀態(tài)估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)電流匹配狀態(tài)估計方法，屬于配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
狀態(tài)估計是配電管理系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)模塊。實際配電網(wǎng)的量測配置情況還非常差，除了根節(jié)點的電壓量測外，只有在柱上開關(guān)及分支線上實時電流量測，在配電臺區(qū)有通過電量計費系統(tǒng)采集的準實時部分負荷量測。建設(shè)智能配電網(wǎng)首先要實現(xiàn)實時感知運行狀態(tài)，配電網(wǎng)狀態(tài)估計是通過有限的量測計算得出全網(wǎng)的一致、可信的狀態(tài)。已有的配電網(wǎng)狀態(tài)估計算法很難在配電網(wǎng)現(xiàn)場實際應(yīng)用，因此提出配電網(wǎng)電流匹配狀態(tài)估計方法，該方法可以處理配電網(wǎng)缺乏功率量測，只有電流量測的現(xiàn)狀，同時充分利用了計量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。配電網(wǎng)匹配電流技術(shù)及其狀態(tài)估計方法，是具有最優(yōu)意義的求解方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種電流匹配的配電網(wǎng)狀態(tài)估計方法，針對配電系統(tǒng)的實時量測冗余度低且只有部分實時電流量測的問題，利用電量計費系統(tǒng)采集的負荷電量和準實時功率量測，自動生成負荷偽量測，然后通過調(diào)整負荷偽量測使得估計的支路電流與實測電流量測保持一致，為配電網(wǎng)高級應(yīng)用提供基礎(chǔ)電網(wǎng)模型。本發(fā)明提出的配電網(wǎng)電流匹配狀態(tài)估計方法，包括以下步驟(I)將配電網(wǎng)劃分成多個電流量測區(qū)域，定義離配電網(wǎng)饋線根節(jié)點較近的電流量測區(qū)域為父電流量測區(qū)域，離配電網(wǎng)饋線根節(jié)點較遠的電流量測區(qū)域為子電流量測區(qū)域， 對每個電流量測區(qū)域進行獨立的電流匹配狀態(tài)估計，父電流量測區(qū)域為子電流量測區(qū)域提供子電流量測區(qū)域內(nèi)根節(jié)點的電壓估計值，子電流量測區(qū)域為父電流量測區(qū)域提供父電流量測區(qū)域的等值負荷估計值，用于計算本電流量測區(qū)域的負荷與電壓；(2)配電網(wǎng)的計量系統(tǒng)定時采集配電網(wǎng)臺區(qū)的負荷功率，并將采集的第j個負荷功率記為 第j個負荷的有功功率偽量測和第j個負荷的無功功率偽量測ar ；(3)將采集的配電網(wǎng)饋線根節(jié)點電壓C作為計算用配電網(wǎng)饋線根節(jié)點電壓Vp初始化時使配電網(wǎng)每條饋線的節(jié)點電壓為I，將配電網(wǎng)計量系統(tǒng)上一時刻采集的負荷有功功率和無功功率頌作為該負荷點的有功功率增)和無功功率趲^ =: Pi^ =Q"，其中k為迭代次數(shù)，且對電流量測區(qū)域的邊界失配功率賦初值ΔΡΣ(°) =0，k = 0，將該負荷點的有功功率和無功功率的偽量測的比值七=P^t 作為該負荷點的有功功率和無功功率比值的精確值；(4)根據(jù)上述有功功率思f和無功功率鴿)，通過一次前推運算，計算得到配電網(wǎng)中每個電流量測區(qū)域內(nèi)各支路的有功功率p/k)、無功功率Q/k)和電流Iw ；(5)從電流量測區(qū)域內(nèi)根節(jié)點回推計算，得到每個電流量測區(qū)域內(nèi)各節(jié)點的電壓嚴〉和每個電流量測區(qū)域的網(wǎng)損P1(Jk)；(6)根據(jù)下面公式計算配電網(wǎng)內(nèi)各電流量測區(qū)域之間的邊界失配量(APs)(k+1)
(j ψ)(ΔΡΣ)(λ+1) =Re(/rFwc0 7(i^))-XP -Plo,，
ι々ι其中/Γ是每個電流量測區(qū)域內(nèi)支路的實時電流量測；(7)將每個電流量測區(qū)域內(nèi)負荷點的有功功率= + 和無功功率 QVV) = 4 )+1)作為負荷j的新的有功功率和無功功率，計算第j個負荷點偽量測的有功功率
-η-1
分配因子A= ωρΒΧ^~ 是第j個負荷點有功功率偽量測的權(quán)重，的取值范圍為
1 Pa ωρωρ
I -iDjfDJ
O I ;(8)判斷電流量測區(qū)域內(nèi)相鄰兩次迭代之間的節(jié)點電壓差，設(shè)定一個收斂閾值，若節(jié)點電壓差小于收斂閾值，則停止計算，若節(jié)點電壓差大于或等于收斂閾值，則使k = k+1， 重復(fù)步驟(4)-(S)0本發(fā)明提出的電流匹配的配電網(wǎng)狀態(tài)估計方法，其優(yōu)點是I、本發(fā)明方法可以保證狀態(tài)估計結(jié)果完全匹配支路上的實時電流量測，適用于缺少電壓互感器，只有部分電流量測的配電網(wǎng)。2、本發(fā)明方法充分利用了具有較大采集時延的計量系統(tǒng)的負荷測量，并且利用了負荷功率因素變化慢的特點，可以提高配電網(wǎng)的狀態(tài)估計質(zhì)量。3、本發(fā)明提出的配電網(wǎng)匹配狀態(tài)估計方法，采用三相建模，充分考慮到配電網(wǎng)實際量測的配置情況，滿足配電網(wǎng)狀態(tài)估計快速在線計算的要求。而且具有相近量測精度的負荷偽量測，能保證很好的狀態(tài)估計精度。4、本發(fā)明提出的電流匹配的配電網(wǎng)狀態(tài)估計方法，沒有計算收斂性問題，在現(xiàn)場應(yīng)用過程中，本發(fā)明表現(xiàn)出快速、魯棒的特點。


圖I是本發(fā)明方法中電流量測區(qū)域劃分示意圖。圖I中，A、B、C是電流量測區(qū)域，I是電流量測區(qū)域B的根節(jié)點，2是電流量測。
具體實施例方式本發(fā)明提出的配電網(wǎng)電流匹配狀態(tài)估計方法，包括以下步驟(I)由于配電網(wǎng)是輻射狀運行的，因此可以以電流量測所在支路為邊界劃分若干區(qū)域，如圖I所示。每個區(qū)域包含一個電流量測，該區(qū)域為一個量測區(qū)域。根據(jù)電流量測的位置，利用深度優(yōu)先搜索，建立量測區(qū)域之間的父子關(guān)系，即下游區(qū)域為其直接的上游區(qū)域的子區(qū)域。對每個量測區(qū)域進行獨立的電流匹配狀態(tài)估計，計算本區(qū)域內(nèi)的負荷與電壓分布。計算過程中，父量測區(qū)域為子量測區(qū)域提供量測區(qū)域內(nèi)根節(jié)點的電壓估計值，子量測區(qū)域為父量測區(qū)域提供相應(yīng)的等值負荷估計值。(2)配電網(wǎng)的計量系統(tǒng)定時采集配電網(wǎng)臺區(qū)的負荷功率，并將采集的第j個負荷功率記為第j個負荷的有功功率偽量測PzT和第j個負荷的無功功率偽量測07 ；
(3)將采集的配電網(wǎng)饋線根節(jié)點電壓C作為計算用配電網(wǎng)饋線根節(jié)點電壓I，初始化時使配電網(wǎng)每條饋線的節(jié)點電壓為I，將配電網(wǎng)計量系統(tǒng)上一時刻采集的負荷有功功率f和無功功率el; 作為該負荷點的有功功率if和無功功率碟，即砹=pn； QSZ=Q^，其中k為迭代次數(shù)，且對電流量測區(qū)域的邊界失配功率賦初值A(chǔ)^w = o，k = 0，將該負荷點的有功功率和無功功率的偽量測的比值七=/07作為該負荷點的有功功率和無功功率比值的精確值；(4)根據(jù)上述有功功率思f和無功功率鴿)，通過一次前推運算，計算得到配電網(wǎng)中每個電流量測區(qū)域內(nèi)各支路的有功功率或p/k)、無功功率功率Q/k)和電流Iw ；(5)從電流量測區(qū)域內(nèi)根節(jié)點回推計算，得到每個電流量測區(qū)域內(nèi)各節(jié)點的電壓嚴〉和每個電流量測區(qū)域的網(wǎng)損P1(Jk)；(6)根據(jù)下面公式計算配電網(wǎng)內(nèi)各電流量測區(qū)域之間的邊界失配量(APs)(k+1)
(I γ>)(ΔΡΣ)_ =Re(CPV-(^r))-X哎 ~PJk)，
I^l ]其中/Γ是每個電流量測區(qū)域內(nèi)支路的實時電流量測； (7)將每個電流量測區(qū)域內(nèi)負荷點的有功功率=和無功功率 qVV)=七吃)+υ作為負荷j的新的有功功率和無功功率，計算第j個負荷點偽量測的有功功率
-η-1
分配因子A =是第j個負荷點有功功率偽量測的權(quán)重，的取值范圍為
_ 1 Pa」ωρωρ
9 rDjrDj
O I。 (8)判斷電流量測區(qū)域內(nèi)相鄰兩次迭代之間的節(jié)點電壓差，設(shè)定一個收斂閾值，若節(jié)點電壓差小于收斂閾值，則停止計算，若節(jié)點電壓差大于或等于收斂閾值，則使k = k+1, 重復(fù)步驟(4)-(8)。
權(quán)利要求
1. 一種配電網(wǎng)電流匹配狀態(tài)估計方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)將配電網(wǎng)劃分成多個電流量測區(qū)域，定義離配電網(wǎng)饋線根節(jié)點較近的電流量測區(qū)域為父電流量測區(qū)域，離配電網(wǎng)饋線根節(jié)點較遠的電流量測區(qū)域為子電流量測區(qū)域，對每個電流量測區(qū)域進行獨立的電流匹配狀態(tài)估計，父電流量測區(qū)域為子電流量測區(qū)域提供子電流量測區(qū)域內(nèi)根節(jié)點的電壓估計值，子電流量測區(qū)域為父電流量測區(qū)域提供父電流量測區(qū)域的等值負荷估計值，用于計算本電流量測區(qū)域的負荷和電壓；(2)配電網(wǎng)的計量系統(tǒng)定時采集配電網(wǎng)臺區(qū)的負荷功率，并將采集的第j個負荷功率記為第j個負荷的有功功率偽量測PzT和第j個負荷的無功功率偽量測07 ；(3)將采集的配電網(wǎng)饋線根節(jié)點電壓C作為計算用配電網(wǎng)饋線根節(jié)點電壓I，初始化時使配電網(wǎng)每條饋線的節(jié)點電壓為I，將配電網(wǎng)計量系統(tǒng)上一時刻采集的負荷有功功率 I和無功功率eg作為該負荷點的有功功率if和無功功率碟，即增)=pn； =QiJ，其中k 為迭代次數(shù)，且對電流量測區(qū)域的邊界失配功率賦初值= o，k = 0，將該負荷點的有功功率和無功功率的偽量測的比值4 = /07作為該負荷點的有功功率和無功功率比值的精確值；(4)根據(jù)上述有功功率思f和無功功率，通過一次前推運算，計算得到配電網(wǎng)中每個電流量測區(qū)域內(nèi)各支路的有功功率p/k)、無功功率Q/k)和電流C ；(5)從電流量測區(qū)域內(nèi)根節(jié)點回推計算，得到每個電流量測區(qū)域內(nèi)各節(jié)點的電壓和每個電流量測區(qū)域的網(wǎng)損P1()SS(k)；(6)根據(jù)下面公式計算配電網(wǎng)內(nèi)各電流量測區(qū)域之間的邊界失配量(APs)(k+1)其中Γ是每個電流量測區(qū)域內(nèi)支路的實時電流量測；(7)將每個電流量測區(qū)域內(nèi)負荷點的有功功率=+ aMk>和無功功率 qVV)=七吃)+υ作為負荷j的新的有功功率和無功功率，計算第j個負荷點偽量測的有功功率分配因子A =是第j個負荷點有功功率偽量測的權(quán)重，的取值范圍為(8)判斷電流量測區(qū)域內(nèi)相鄰兩次迭代之間的節(jié)點電壓差，設(shè)定一個收斂閾值，若節(jié)點電壓差小于收斂閾值，則停止計算，若節(jié)點電壓差大于或等于收斂閾值，則使k = k+Ι，重復(fù)步驟(4)-(8) ο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)電流匹配狀態(tài)估計方法，屬于配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將配電網(wǎng)劃分成多個電流量測區(qū)域，計量系統(tǒng)定時采集配電網(wǎng)臺區(qū)的負荷功率，將采集的配電網(wǎng)饋線根節(jié)點電壓作為饋線根節(jié)點電壓，將計量系統(tǒng)上一時刻采集的負荷有功功率和無功功率作為負荷點的有功功率和無功功率，通過匹配電流量測的計算流程，實現(xiàn)對配電網(wǎng)的狀態(tài)估計。本方法保證狀態(tài)估計結(jié)果完全匹配支路上的實時電流量測，可以提高配電網(wǎng)的狀態(tài)估計質(zhì)量；滿足配電網(wǎng)狀態(tài)估計快速在線計算的要求。具有相近量測精度的負荷偽量測能保證很好的狀態(tài)估計精度。
文檔編號G01R31/00GK102590685SQ20121005969
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者吳文傳, 孫宏斌, 巨云濤, 張伯明, 張哲軍, 羅宇, 郭慶來 申請人:廣東電網(wǎng)公司佛山供電局, 清華大學(xué)