专利名称：一种配电网电流匹配状态估计方法
技术领域：
本发明涉及一种配电网电流匹配状态估计方法，属于配电网调度自动化技术领域。
背景技术：
状态估计是配电管理系统的关键基础模块。实际配电网的量测配置情况还非常差，除了根节点的电压量测外，只有在柱上开关及分支线上实时电流量测，在配电台区有通过电量计费系统采集的准实时部分负荷量测。建设智能配电网首先要实现实时感知运行状态，配电网状态估计是通过有限的量测计算得出全网的一致、可信的状态。已有的配电网状态估计算法很难在配电网现场实际应用，因此提出配电网电流匹配状态估计方法，该方法可以处理配电网缺乏功率量测，只有电流量测的现状，同时充分利用了计量系统的数据。配电网匹配电流技术及其状态估计方法，是具有最优意义的求解方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种电流匹配的配电网状态估计方法，针对配电系统的实时量测冗余度低且只有部分实时电流量测的问题，利用电量计费系统采集的负荷电量和准实时功率量测，自动生成负荷伪量测，然后通过调整负荷伪量测使得估计的支路电流与实测电流量测保持一致，为配电网高级应用提供基础电网模型。本发明提出的配电网电流匹配状态估计方法，包括以下步骤(I)将配电网划分成多个电流量测区域，定义离配电网馈线根节点较近的电流量测区域为父电流量测区域，离配电网馈线根节点较远的电流量测区域为子电流量测区域， 对每个电流量测区域进行独立的电流匹配状态估计，父电流量测区域为子电流量测区域提供子电流量测区域内根节点的电压估计值，子电流量测区域为父电流量测区域提供父电流量测区域的等值负荷估计值，用于计算本电流量测区域的负荷与电压；(2)配电网的计量系统定时采集配电网台区的负荷功率，并将采集的第j个负荷功率记为 第j个负荷的有功功率伪量测和第j个负荷的无功功率伪量测ar ；(3)将采集的配电网馈线根节点电压C作为计算用配电网馈线根节点电压Vp初始化时使配电网每条馈线的节点电压为I，将配电网计量系统上一时刻采集的负荷有功功率和无功功率頌作为该负荷点的有功功率增)和无功功率趱^ =: Pi^ =Q"，其中k为迭代次数，且对电流量测区域的边界失配功率赋初值ΔΡΣ(°) =0，k = 0，将该负荷点的有功功率和无功功率的伪量测的比值七=P^t 作为该负荷点的有功功率和无功功率比值的精确值；(4)根据上述有功功率思f和无功功率鸽)，通过一次前推运算，计算得到配电网中每个电流量测区域内各支路的有功功率p/k)、无功功率Q/k)和电流Iw ；(5)从电流量测区域内根节点回推计算，得到每个电流量测区域内各节点的电压严〉和每个电流量测区域的网损P1(Jk)；(6)根据下面公式计算配电网内各电流量测区域之间的边界失配量(APs)(k+1)
(j ψ)(ΔΡΣ)(λ+1) =Re(/rFwc0 7(i^))-XP -Plo,，
ι々ι其中/Γ是每个电流量测区域内支路的实时电流量测；(7)将每个电流量测区域内负荷点的有功功率= + 和无功功率 QVV) = 4 )+1)作为负荷j的新的有功功率和无功功率，计算第j个负荷点伪量测的有功功率
-η-1
分配因子A= ωρΒΧ^~ 是第j个负荷点有功功率伪量测的权重，的取值范围为
1 Pa ωρωρ
I -iDjfDJ
O I ;(8)判断电流量测区域内相邻两次迭代之间的节点电压差，设定一个收敛阈值，若节点电压差小于收敛阈值，则停止计算，若节点电压差大于或等于收敛阈值，则使k = k+1， 重复步骤(4)-(S)0本发明提出的电流匹配的配电网状态估计方法，其优点是I、本发明方法可以保证状态估计结果完全匹配支路上的实时电流量测，适用于缺少电压互感器，只有部分电流量测的配电网。2、本发明方法充分利用了具有较大采集时延的计量系统的负荷测量，并且利用了负荷功率因素变化慢的特点，可以提高配电网的状态估计质量。3、本发明提出的配电网匹配状态估计方法，采用三相建模，充分考虑到配电网实际量测的配置情况，满足配电网状态估计快速在线计算的要求。而且具有相近量测精度的负荷伪量测，能保证很好的状态估计精度。4、本发明提出的电流匹配的配电网状态估计方法，没有计算收敛性问题，在现场应用过程中，本发明表现出快速、鲁棒的特点。
图I是本发明方法中电流量测区域划分示意图。图I中，A、B、C是电流量测区域，I是电流量测区域B的根节点，2是电流量测。
具体实施例方式本发明提出的配电网电流匹配状态估计方法，包括以下步骤(I)由于配电网是辐射状运行的，因此可以以电流量测所在支路为边界划分若干区域，如图I所示。每个区域包含一个电流量测，该区域为一个量测区域。根据电流量测的位置，利用深度优先搜索，建立量测区域之间的父子关系，即下游区域为其直接的上游区域的子区域。对每个量测区域进行独立的电流匹配状态估计，计算本区域内的负荷与电压分布。计算过程中，父量测区域为子量测区域提供量测区域内根节点的电压估计值，子量测区域为父量测区域提供相应的等值负荷估计值。(2)配电网的计量系统定时采集配电网台区的负荷功率，并将采集的第j个负荷功率记为第j个负荷的有功功率伪量测PzT和第j个负荷的无功功率伪量测07 ；
(3)将采集的配电网馈线根节点电压C作为计算用配电网馈线根节点电压I，初始化时使配电网每条馈线的节点电压为I，将配电网计量系统上一时刻采集的负荷有功功率f和无功功率el; 作为该负荷点的有功功率if和无功功率碟，即砹=pn； QSZ=Q^，其中k为迭代次数，且对电流量测区域的边界失配功率赋初值A^w = o，k = 0，将该负荷点的有功功率和无功功率的伪量测的比值七=/07作为该负荷点的有功功率和无功功率比值的精确值；(4)根据上述有功功率思f和无功功率鸽)，通过一次前推运算，计算得到配电网中每个电流量测区域内各支路的有功功率或p/k)、无功功率功率Q/k)和电流Iw ；(5)从电流量测区域内根节点回推计算，得到每个电流量测区域内各节点的电压严〉和每个电流量测区域的网损P1(Jk)；(6)根据下面公式计算配电网内各电流量测区域之间的边界失配量(APs)(k+1)
(I γ>)(ΔΡΣ)_ =Re(CPV-(^r))-X哎 ~PJk)，
I^l ]其中/Γ是每个电流量测区域内支路的实时电流量测； (7)将每个电流量测区域内负荷点的有功功率=和无功功率 qVV)=七吃)+υ作为负荷j的新的有功功率和无功功率，计算第j个负荷点伪量测的有功功率
-η-1
分配因子A =是第j个负荷点有功功率伪量测的权重，的取值范围为
_ 1 Pa」ωρωρ
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O I。 (8)判断电流量测区域内相邻两次迭代之间的节点电压差，设定一个收敛阈值，若节点电压差小于收敛阈值，则停止计算，若节点电压差大于或等于收敛阈值，则使k = k+1, 重复步骤(4)-(8)。
权利要求
1. 一种配电网电流匹配状态估计方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)将配电网划分成多个电流量测区域，定义离配电网馈线根节点较近的电流量测区域为父电流量测区域，离配电网馈线根节点较远的电流量测区域为子电流量测区域，对每个电流量测区域进行独立的电流匹配状态估计，父电流量测区域为子电流量测区域提供子电流量测区域内根节点的电压估计值，子电流量测区域为父电流量测区域提供父电流量测区域的等值负荷估计值，用于计算本电流量测区域的负荷和电压；(2)配电网的计量系统定时采集配电网台区的负荷功率，并将采集的第j个负荷功率记为第j个负荷的有功功率伪量测PzT和第j个负荷的无功功率伪量测07 ；(3)将采集的配电网馈线根节点电压C作为计算用配电网馈线根节点电压I，初始化时使配电网每条馈线的节点电压为I，将配电网计量系统上一时刻采集的负荷有功功率 I和无功功率eg作为该负荷点的有功功率if和无功功率碟，即增)=pn； =QiJ，其中k 为迭代次数，且对电流量测区域的边界失配功率赋初值= o，k = 0，将该负荷点的有功功率和无功功率的伪量测的比值4 = /07作为该负荷点的有功功率和无功功率比值的精确值；(4)根据上述有功功率思f和无功功率，通过一次前推运算，计算得到配电网中每个电流量测区域内各支路的有功功率p/k)、无功功率Q/k)和电流C ；(5)从电流量测区域内根节点回推计算，得到每个电流量测区域内各节点的电压和每个电流量测区域的网损P1()SS(k)；(6)根据下面公式计算配电网内各电流量测区域之间的边界失配量(APs)(k+1)其中Γ是每个电流量测区域内支路的实时电流量测；(7)将每个电流量测区域内负荷点的有功功率=+ aMk>和无功功率 qVV)=七吃)+υ作为负荷j的新的有功功率和无功功率，计算第j个负荷点伪量测的有功功率分配因子A =是第j个负荷点有功功率伪量测的权重，的取值范围为(8)判断电流量测区域内相邻两次迭代之间的节点电压差，设定一个收敛阈值，若节点电压差小于收敛阈值，则停止计算，若节点电压差大于或等于收敛阈值，则使k = k+Ι，重复步骤(4)-(8) ο
全文摘要
本发明涉及一种配电网电流匹配状态估计方法，属于配电网调度自动化技术领域。本发明将配电网划分成多个电流量测区域，计量系统定时采集配电网台区的负荷功率，将采集的配电网馈线根节点电压作为馈线根节点电压，将计量系统上一时刻采集的负荷有功功率和无功功率作为负荷点的有功功率和无功功率，通过匹配电流量测的计算流程，实现对配电网的状态估计。本方法保证状态估计结果完全匹配支路上的实时电流量测，可以提高配电网的状态估计质量；满足配电网状态估计快速在线计算的要求。具有相近量测精度的负荷伪量测能保证很好的状态估计精度。
文档编号G01R31/00GK102590685SQ20121005969
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者吴文传, 孙宏斌, 巨云涛, 张伯明, 张哲军, 罗宇, 郭庆来 申请人:广东电网公司佛山供电局, 清华大学