有源配电网的电压质量评估方法和装置的制造方法

有源配电网的电压质量评估方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种有源配电网的电压质量评估方法和装置。该有源配电网的电压质量评估方法包括：对有源配电网的元件的当前状态和有源配电网的元件处于当前状态的持续时间执行统计模拟，得到模拟结果；根据模拟结果对有源配电网的负荷节点进行分类，得到分类结果；确定分类结果的拓扑结构，得到确定结果；根据分类结果和确定结果建立有源配电网的预设模型；将预设模型执行处理，得到负荷节点的电压分布信息；对电压分布信息执行统计，得到有源配电网的电压质量评估结果。通过本发明，达到了在有源配电网规划过程中，降低对有源配电网中的电压质量进行准确评估的难度的效果。
【专利说明】
有源配电网的电压质量评估方法和装置
技术领域
[0001] 本发明设及电力系统领域，具体而言，设及一种有源配电网的电压质量评估方法 和装置。
【背景技术】
[0002] 目前，分布式新能源是新一代电力系统的重要特征，支持新能源快速地发展也已 成为未来能源计划的重要核屯、。随着分布式电源和电动汽车等规模化发展，配电网由被动 控制过渡到主动控制是未来的发展模式和方向之一，有源配电网将成为智能配电网发展的 核屯、。
[0003] 随着分布式电源的种类和数量的不断增多，配电网出现了由于分布式电源自身不 确定性而引发的电能质量问题。此外，有源配电网的特殊网络性质和运行特点，W及包含其 中的众多储能设备、检测控制设备、多元非线性负荷都使配电网电能质量问题的产生原因 和传播范围有了许多新的特点，比如，分布式电源发电功率与负荷在时间和空间上的不匹 配，引起的最主要问题是可能出现的功率倒送，在一定程度上可能造成电压偏差;分布式电 源与多元非线性负荷经电力电子装置接入时，会向配网注入谐波电流引起电压崎变等。
[0004] 与运行阶段电能质量评估的目的不同，规划阶段电能质量评估主要是针对规划方 案的制定与选择，侧重于对电能质量问题的预估。规划过程中，无法获取实际运行数据，必 须考虑直流微网规划阶段的特殊条件与电能质量问题的特殊性，一般可采用定性与定量相 结合的方法，如层次分析法、模糊评价法等，或者基于规划参数进行系统建模仿真，依托仿 真结果进行定量评估。
[0005] 在电网规划过程中考虑电能质量指标已经成为一种趋势。在有源配电网规划过程 中，无法获取实际运行数据或者详尽的仿真参数，对电压质量的准确预评估困难。
[0006] 针对相关技术中在有源配电网规划过程中，在有源配电网规划过程中，不容易对 有源配电网中的电压质量进行准确评估的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

【发明内容】

[0007] 本发明的主要目的在于提供一种有源配电网的电压质量评估方法和装置，W至少 解决相关技术中在有源配电网规划过程中，不容易对有源配电网中的电压质量进行准确评 估的问题。
[000引为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种有源配电网的电压质量 评估方法。该有源配电网的电压质量评估方法包括:对有源配电网的元件的当前状态和有 源配电网的元件处于当前状态的持续时间执行统计模拟，得到模拟结果;根据模拟结果对 有源配电网的负荷节点进行分类，得到分类结果；确定分类结果的拓扑结构，得到确定结 果;根据分类结果和确定结果建立有源配电网的预设模型;将预设模型执行处理，得到负荷 节点的电压分布信息;对电压分布信息执行统计，得到有源配电网的电压质量评估结果。
[0009]进一步地，对有源配电网的元件的当前状态和有源配电网的元件处于当前状态的 持续时间执行统计模拟，得到模拟结果包括:对有源配电网的元件的当前状态和处于当前 状态的持续时间在有源配电网中的概率分布执行抽样，得到有源配电网的元件的状态序 列;根据状态序列确定有源配电网的系统的运行状态序列和有源配电网的系统的持续时间 序列。
[0010] 进一步地，根据模拟结果对有源配电网的负荷节点进行分类，得到分类结果包括： 根据有源配电网的系统的运行状态序列和有源配电网的系统的持续时间序列选择有源配 电网的系统的运行状态;在运行状态下确定有源配电网的网络线路拓扑的邻接矩阵;根据 邻接矩阵获取源-荷最小路集，其中，源-荷最小路集为任意负荷节点间的最小路集;根据 源-荷最小路集对负荷节点进行分类，得到网络负荷节点集、孤岛负荷节点集、中断负荷节 点集。
[0011] 进一步地，确定分类结果的拓扑结构，得到确定结果包括：当分类结果为网络负荷 节点集时，确定有源配电网的并网部分的拓扑结构；当分类结果为孤岛负荷节点集时，根据 邻接矩阵和源-荷最小路集，按照连通域对负荷节点执行聚合，得到孤岛负荷节点集的孤岛 负荷节点子集，并确定孤岛负荷节点子集包括的分布式电源、负荷和储能装置。
[0012] 进一步地，确定分类结果的拓扑结构，得到确定结果包括:根据广度优先捜索算 法、邻接矩阵、孤岛负荷节点集和源-荷最小路集按照连通域对负荷节点执行聚合，得到孤 岛负荷节点集的孤岛负荷节点子集，并确定与公用的配电网存在连通通路的并网点集合。
[0013] 进一步地，根据分类结果和确定结果建立有源配电网的预设模型包括:根据分类 结果和确定结果选择有源配电网在运行过程中的运行工况;获取运行工况在有源配电网中 的概率分布信息；获取分布式电源和负荷在经由电力电子装置接入时的接入信息；建立包 括概率分布信息和接入信息的预设模型。
[0014] 进一步地，在根据分类结果和确定结果建立有源配电网的预设模型之后，该有源 配电网的电压质量评估方法还包括:获取负荷的参数和负荷的输入输出信息;根据分布式 电源、负荷的参数和负荷的输入输出信息确定用于表示分布式电源和负荷在有源配电网中 分布的概率的概率分布模型。
[0015] 为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种有源配电网的电压质量 评估装置。该有源配电网的电压质量评估装置包括:模拟单元，用于对有源配电网的元件的 当前状态和有源配电网的元件处于当前状态的持续时间执行统计模拟，得到模拟结果;分 类单元，用于根据模拟结果对有源配电网的负荷节点进行分类，得到分类结果;确定单元， 用于确定分类结果的拓扑结构，得到确定结果;建立单元，用于根据分类结果和确定结果建 立有源配电网的预设模型;处理单元，用于将预设模型执行处理，得到负荷节点的电压分布 信息;统计单元，用于对电压分布信息执行统计，得到有源配电网的电压质量评估结果。
[0016] 进一步地，该模拟单元包括:抽样模块，用于对有源配电网的元件的当前状态和处 于当前状态的持续时间在有源配电网中的概率分布执行抽样，得到有源配电网的元件的状 态序列；第一确定模块，用于根据状态序列确定有源配电网的系统的运行状态序列和有源 配电网的系统的持续时间序列。
[0017] 进一步地，该分类单元包括:选择模块，用于根据有源配电网的系统的运行状态序 列和有源配电网的系统的持续时间序列选择有源配电网的系统的运行状态；第二确定模 块，用于在运行状态下确定有源配电网的网络线路拓扑的邻接矩阵;获取模块，用于根据邻 接矩阵获取源-荷最小路集，其中，源-荷最小路集为任意负荷节点间的最小路集;分类模 块，用于根据源-荷最小路集对负荷节点进行分类，得到网络负荷节点集、孤岛负荷节点集、 中断负荷节点集。
[0018] 通过本发明，采用对有源配电网的元件的当前状态和有源配电网的元件处于当前 状态的持续时间执行统计模拟，得到模拟结果;根据模拟结果对有源配电网的负荷节点进 行分类，得到分类结果;确定分类结果的拓扑结构，得到确定结果;根据分类结果和确定结 果建立有源配电网的预设模型;将预设模型执行处理，得到负荷节点的电压分布信息;对电 压分布信息执行统计，得到有源配电网的电压质量评估结果，达到了降低对有源配电网中 的电压质量进行准确评估的难度的效果。
【附图说明】
[0019] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0020] 图1是根据本发明第一实施例的有源配电网的电压质量评估方法的流程图；
[0021] 图2是根据本发明第二实施例的有源配电网的电压质量评估方法的流程图；W及
[0022] 图3是根据本发明实施例的有源配电网的电压质量评估装置。
【具体实施方式】
[0023] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可W相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0024] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的 附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是 本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范 围。
[0025] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第 二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解运样使用 的数据在适当情况下可W互换，W便运里描述的本申请的实施例。此外，术语"包括"和"具 有"W及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的 过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清 楚地列出的或对于运些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0026] 本发明实施例提供了一种有源配电网的电压质量评估方法。
[0027] 图1是根据本发明第一实施例的有源配电网的电压质量评估方法的流程图。如图1 所示，该有源配电网的电压质量评估方法包括W下步骤：
[0028] 步骤SlOl，对有源配电网的元件的当前状态和有源配电网的元件处于当前状态的 持续时间执行统计模拟，得到模拟结果。
[0029] 对有源配电网的元件的当前状态和有源配电网的元件处于当前状态的持续时间 执行统计模拟，得到模拟结果。对有源配电网进行多状态模拟，可W采用蒙特卡罗-状态时 间抽样法，蒙特?卡罗方法(Monte Carlo Method),也称为统计模拟方法，是一种W概率统 计理论为指导的一类非常重要的数值计算方法，是通过使用随机数(或更常见的伪随机数） 来解决很多计算问题的方法。与它对应的是确定性算法，当所求解问题是某种随机事件出 现的概率，或者是某个随机变量的期望值时，通过某种实验的方法，W运种事件出现的频率 估计运一随机事件的概率，或者得到运个随机变量的某些数字特征，并将其作为问题的解。
[0030] 有源配电网的元件，也即，网络元件，根据规划阶段有源配电网线路-设备配置，一 般假设有源配电网的元件初始时刻均处于运行状态，对有源配电网的系统中每一元件停留 在当前状态的持续时间进行抽样，持续时间状态序列由元件故障及修复时间概率分布，逆 推模拟获得。基于对有源配电网网络的元件状态与持续时间的概率分布进行抽样，综合给 出各元件的状态序列给出总时间段内有源配电网的系统的运行状态-持续时间序列。
[0031] 步骤S102,根据模拟结果对有源配电网的负荷节点进行分类，得到分类结果。
[0032] 在对有源配电网的元件的当前状态和有源配电网的元件处于当前状态的持续时 间执行统计模拟，得到模拟结果之后，根据模拟结果对有源配电网的负荷节点进行分类，得 到分类结果。负荷节点又称为PQ节点，给定节点的注入有功功率和注入无功功率，而节点电 压相量是待求的。运类节点对应于实际系统中的纯负荷节点（包括节点上带有负荷）、有功 和无功输出都给定的发电机节点（包括节点上带有负荷），W及联络节点（注入有功和无功 都等于零）。可W根据运行状态-持续时间序列，选择有源配电网的系统运行状态，对负荷节 点进行分类，得到分类结果。
[0033] 根据各元件的状态序列，综合给出总时间段内系统对有源配电网的的运行状态与 持续时间序列选择有源配电网的的系统运行状态，可W利用网络线路拓扑邻接阵获得源- 荷最小路集，对负荷节点进行分类，得到分类结果，该分类结果可W为并网负荷节点集、孤 岛负荷节点集和中断负荷节点集。
[0034] 步骤S103,确定分类结果的拓扑结构，得到确定结果。
[0035] 在根据模拟结果对有源配电网的负荷节点进行分类，得到分类结果之后，确定分 类结果的拓扑结构，得到确定结果。拓扑结构为网络中各个站点相互连接的形式，拓扑结构 有总线型拓扑、星形拓扑、环形拓扑、树形拓扑W及它们的混合型，对分类结果运行拓扑结 构辨识，对于并网负荷节点集，确定并网部分拓扑与配置;对于孤岛负荷节点集，根据邻接 阵按连通域对网络各节点进行聚合，从而筛选出孤岛节点子集，确定孤岛节点子集所包含 的分布式电源、负荷及储能装置。
[0036] 步骤S104,根据分类结果和确定结果建立有源配电网的预设模型。
[0037] 在确定分类结果的拓扑结构，得到确定结果之后，根据分类结果和确定结果建立 有源配电网的预设模型，可W建立网络-元件空间子模型，也即，建立含分布式电源与负荷 接入信息、运行工况概率分布信息的网络-元件空间子模型，根据有源配电网规划阶段的分 布式电源、负荷基本参数与输入输出特性，从而估计分布式电源与负荷的概率分布模型。
[0038] 步骤S105,将预设模型执行处理，得到负荷节点的电压分布信息。
[0039] 在根据分类结果和确定结果建立有源配电网的预设模型之后，将预设模型执行处 理，得到负荷节点的电压分布信息。对有源配电网在运行过程中的多工况信息按照拓扑相 近性进行分组并行处理与加速处理。对分组内的各相似网络样本，选取其中一个网络样本 作为网络基，进行=相前推回代概率潮流计算与概率谐波潮流计算，获得节点各相电压分 布特性;对组内网络样本差异性，采用补偿法，分别进行=相前推回代概率潮流与概率谐波 潮流加速，从而获取到其它网络样本对应工况下节点各相电压分布特性，获取有源配电网 的实际运行数据和详尽的仿真参数。
[0040] 步骤S106,对电压分布信息执行统计，得到有源配电网的电压质量评估结果。
[0041] 在将预设模型执行处理，得到负荷节点的电压分布信息之后，对电压分布信息执 行统计，得到有源配电网的电压质量评估结果，可W对有源配电网的各运行工况的节点电 压分布信息按运行工况概率分布信息进行统计，从而获得有源配电网在规划阶段对有源配 电网的电压质量进行评估的评估结果。电压质量是通过实际电压和理想电压的偏差，W反 映供电部口向用户分配的电力是否合格，该电压质量包括电压偏差，电压频率偏差、电压不 平衡、电压瞬变现象、电压波动与闪变、电压暂将与中断、电压谐波、电压陷波、欠电压、过电 压等。
[0042] 电能质量评估是在基于对系统电气运行参数的实际测量或通过建模仿真获得基 本数据后，对电能质量各项特性指标做出评价和对其是否满足规范要求进行考查与推断的 过程，能够为有源配电网规划、建设与运营提供重要的参考依据。与运行阶段电能质量评估 的目的不同，规划阶段电能质量评估主要是针对规划方案的制定与选择，侧重于对电能质 量问题的预估。在规划过程中，可W获取有源配电网的实际运行数据，并且可W采用定性与 定量相结合的方法，比如，层次分析法、模糊评价法等，或者基于规划参数进行系统建模仿 真，依托仿真结果对有源配电网进行定量评估，实现了考虑规划阶段的特殊条件和建立综 合评估的方法，与有源配电网的系统运行状态相结合，从而为有源配电网的规划与设计提 供相应的反馈，W便及时地调整规划策略，从而避免工程建成后的再调整，提高了工程的经 济效益。
[0043] 该实施例通过对有源配电网的元件的当前状态和有源配电网的元件处于当前状 态的持续时间执行统计模拟，得到模拟结果;根据模拟结果对有源配电网的负荷节点进行 分类，得到分类结果;确定分类结果的拓扑结构，得到确定结果;根据分类结果和确定结果 建立有源配电网的预设模型;将预设模型执行处理，得到负荷节点的电压分布信息;对电压 分布信息执行统计，得到有源配电网的电压质量评估结果，达到了在有源配电网规划过程 中，降低对有源配电网中的电压质量进行准确评估的难度的效果。
[0044] 作为一种可选的实施方式，对有源配电网的元件的当前状态和有源配电网的元件 处于当前状态的持续时间执行统计模拟，得到模拟结果包括:对有源配电网的元件的当前 状态和处于当前状态的持续时间在有源配电网中的概率分布执行抽样，得到有源配电网的 元件的状态序列;根据状态序列确定有源配电网的系统的运行状态序列和有源配电网的系 统的持续时间序列。
[0045] 对有源配电网的元件的当前状态和有源配电网的元件处于当前状态的持续时间 执行统计模拟，可W对有源配电网进行多状态模拟，该多状态模拟可W采用蒙特卡罗-状态 时间抽样法。获取有源配电网的网络元件的当前状态和持续时间的概率分布，对于有源配 电网的网络元件的当前状态和持续时间的概率分布进行抽样，得到抽样样本，根据抽样样 本获取有源配电网的元件处于当前状态的状态序列，可W综合有源配电网的各元件的状态 序列给出总时间段内系统的运行状态-持续时间序列。
[0046] 作为一种可选的实施方式，根据模拟结果对有源配电网的负荷节点进行分类，得 到分类结果包括:根据有源配电网的系统的运行状态序列和有源配电网的系统的持续时间 序列选择有源配电网的系统的运行状态;在运行状态下确定有源配电网的网络线路拓扑的 邻接矩阵;根据邻接矩阵获取源-荷最小路集，其中，源-荷最小路集为任意负荷节点间的最 小路集;根据源-荷最小路集对负荷节点进行分类，得到网络负荷节点集、孤岛负荷节点集、 中断负荷节点集。
[0047] 根据运行状态-持续时间序列，选择有源配电网的系统的运行状态，利用有源配电 网网络的邻接阵获得源-荷最小路集，其中，邻接阵是表示矩阵的顶点之间相邻关系的矩 阵，通过对有源配电网的负荷节点进行分类，得到并网负荷节点集、孤岛负荷节点集和中断 负荷节点集的分类结果。
[0048] 可选地，源-荷最小路集可W由网络线路的拓扑邻接阵获得。对于邻接矩阵C，若r ，必有(7 = 0,其中，r邻接矩阵C的行数，n邻接矩阵C的列数。因此，邻接矩阵获得任意负 荷节点间的最小路集为：
[0049]
[0050] 如果假设有源配电网的网络S的n个节点中，m~M节点为分布式电源W及并网的 公共连接点，邮1~m各节点为配电网络节点，后邮+1~nL节点为负荷节点，则分布式电源W 及并网公共连接点与负荷之间的最小路集为Cl, C2,…，护-1中m~M节点与~nL节点间的 元素。在上述cSc2,…，cn-i的乘法运算中：当i刊时，
当i = j时
，且 在Cf多项式表达式中，如果某一项中的弧出现了不止一次，则将该项取为0,若cf中的某 一项已经包含在cf…的某一项中，则将该项取为0。
[0051] 作为一种可选的实施方式，确定分类结果的拓扑结构，得到确定结果包括：当分类 结果为网络负荷节点集时，确定有源配电网的并网部分的拓扑结构；当分类结果为孤岛负 荷节点集时，根据邻接矩阵和源-荷最小路集，按照连通域对负荷节点执行聚合，得到孤岛 负荷节点集的孤岛负荷节点子集，并确定孤岛负荷节点子集包括的分布式电源、负荷和储 能装置。
[0052] 对于并网负荷节点集，确定并网部分拓扑与配置;对于孤岛负荷节点集，根据邻接 阵W及源-荷最小路集，按连通域对网络各节点进行聚合，从而筛选出孤岛节点子集，并确 定所包含的分布式电源、负荷及储能装置；
[0053] 作为一种可选的实施方式，确定分类结果的拓扑结构，得到确定结果包括:根据广 度优先捜索算法、邻接矩阵、孤岛负荷节点集和源-荷最小路集按照连通域对负荷节点执行 聚合，得到孤岛负荷节点集的孤岛负荷节点子集，并确定与公用的配电网存在连通通路的 并网点集合。
[0054] 运行拓扑结构辨识可W采用广度优先捜索算法(Breadth First Search,简称为 BFS)，又为宽度优先算法，或者横向优先算法，是一种图形捜索演算算法，从根节点出发，沿 着树的宽度遍历树的节点，如果发现目标，则演算终止。该实施例根据邻接矩阵、孤岛负荷 节点集W及源-荷最小路集，按照连通域对网络中的各节点进行聚合，从而筛选出孤岛节点 子集，并且同时可W确定与公用配电网存在的连通通路的并网节点集合。
[0055] 作为一种可选的实施方式，根据分类结果和确定结果建立有源配电网的预设模型 包括:根据分类结果和确定结果选择有源配电网在运行过程中的运行工况;获取运行工况 在有源配电网中的概率分布信息;获取分布式电源和负荷在经由电力电子装置接入时的接 入信息;建立包括概率分布信息和接入信息的预设模型。
[0056] 根据负荷节点分类与运行拓扑辨识结果，选取主要有源配电网的运行工况，获取 运行工况在有源配电网中的概率分布信息，获取分布式电源和负荷在经由电力电子装置接 入时的接入信息，建立包含分布式电源与负荷接入信息、运行工况概率分布信息的网络-元 件空间子模型。
[0057] 将网络-元件空间子模型中各网络样本按拓扑相近性进行分组用于并行处理。对 分组内各相似网络样本，选取其中一个网络样本作为网络基，进行=相前推回代概率潮流 计算与概率谐波潮流计算，获得节点各相电压分布特性。对组内网络样本差异性，采用补偿 法，分别进行=相前推回代概率潮流与概率谐波潮流加速，从而获得其他网络样本对应工 况下节点各相电压分布特性。对各运行工况的节点电压分布按照运行工况概率分布信息进 行统计，从而获得有源配电网在规划阶段电压质量的评估结果。
[0058] 作为一种可选的实施方式，在根据分类结果和确定结果建立有源配电网的预设模 型之后，该有源配电网的电压质量评估方法还包括:获取负荷的参数和负荷的输入输出信 息;根据分布式电源、负荷的参数和负荷的输入输出信息确定用于表示分布式电源和负荷 在有源配电网中分布的概率的概率分布模型。
[0059] 获取负荷的基本参数和负荷的输入输出信息，根据有源配电网在规划阶段的分布 式电源、负荷基本参数W及输入输出特性估计分布式电源与负荷的概率分布模型。
[0060] 该实施例针对现有有源配电网在规划阶段中电压质量评估困难的问题，提出了一 种有源配电网规划阶段电能质量评估方法，该方法采用蒙特卡罗多状态模拟，基于概率潮 流与谐波概率潮流，结合并行计算与潮流计算加速技术，提高了对有源配电网在规划阶段 的电压质量的评估准确率，W及评估效率，在极大减少计算时间的同时，实现了对有源配电 网多运行工况下的电压质量评估。
[0061] 下面结合优选的实施例对本发明的技术方案进行说明。
[0062] 图2是根据本发明第二实施例的有源配电网的电压质量评估方法的流程图。如图2 所示，该有源配电网的电压质量评估方法包括W下步骤：
[0063] 步骤S201，有源配电网多状态模拟。
[0064] 对有源配电网采用蒙特卡罗-状态时间抽样法，基于对有源配电网的元件状态与 持续时间的概率分布进行抽样，综合得出有源配电网的各元件的状态序列，从而得出总时 间段内有源配电网的系统的运行状态-持续时间序列。
[0065] 根据规划阶段的有源配电网线路和设备配置，假设有源配电网的元件初始时刻均 处于运行状态，对有源配电网的系统中的每一元件停留在当前状态的持续时间进行抽样， 持续时间状态序列可W由元件故障W及修复时间的概率分布逆推模拟来获得。
[0066] 步骤S202,对负荷节点的工况进行分类。
[0067] 根据运行状态-持续时间序列，选择有源配电网的系统的运行状态，通过有源配电 网的网络邻接阵获得源-荷最小路集，并对负荷节点进行分类，得到并网负荷节点集、孤岛 负荷节点集和中断负荷节点集的分类结果。
[0068] 根据各元件的状态序列，综合给出总时间段内有源配电网的系统的运行状态与持 续时间序列选择系统运行状态，利用网络线路拓扑邻接阵获得源-荷最小路集，对负荷节点 进行分类，得到并网负荷节点集、孤岛负荷节点集和中断负荷节点集的分类结果。
[0069] 步骤S203，运行拓扑结构辨识。
[0070] 在对负荷节点的工况进行分类，得到并网负荷节点集、孤岛负荷节点集和中断负 荷节点集的分类结果之后，运行拓扑结构辨识。对于并网负荷节点集，确定并网部分拓扑与 配置;对于孤岛负荷节点集，根据邻接阵W及步骤S202中的源-荷最小路集，按照连通域对 网络各节点进行聚合，从而筛选出孤岛节点子集，确定所包含的分布式电源、负荷W及储能 装置。
[0071] 步骤S204，构建网络-元件空间子模型。
[0072] 根据步骤S202与步骤S203负荷节点分类与运行拓扑辨识结果，选取有源配电网的 主要运行工况，建立包含分布式电源与负荷接入信息、运行工况概率分布信息的网络-元件 空间子模型。
[0073] 步骤S205,对负荷与分布式电源进行模拟。
[0074] 根据有源配电网在规划阶段的分布式电源、负荷基本参数和负荷的输入输出特 性，估计分布式电源与负荷的概率分布模型。
[00巧]步骤S206,对多工况分组并行与加速处理。
[0076] 将网络-元件空间子模型中各网络样本按拓扑相近性进行分组用于并行处理。对 分组内各相似网络样本，选取其中一个网络样本作为有源配电网的网络基，进行=相前推 回代概率潮流计算与概率谐波潮流计算，获得节点各相电压分布特性。对于组内网络样本 差异性，采用补偿法，分别进行=相前推回代概率潮流与概率谐波潮流加速，从而获得其它 网络样本对应工况下节点各相电压分布特性。
[0077] 步骤S207,对各运行工况的节点电压分布按运行工况概率分布信息进行统计，获 得有源配电网规划阶段电压质量评估结果。
[0078] 在对多工况分组并行与加速处理之后，对各运行工况的节点电压分布按运行工况 概率分布信息进行统计，从而获得有源配电网规划阶段电压质量评估结果。
[0079] 该实施例通过有源配电网多状态模拟，对负荷节点的工况进行分类，运行拓扑结 构辨识，构建网络-元件空间子模型，对负荷与分布式电源进行模拟，对多工况分组并行与 加速处理，对各运行工况的节点电压分布按运行工况概率分布信息进行统计，获得有源配 电网规划阶段电压质量评估结果，达到了在有源配电网规划过程中，降低对有源配电网中 的电压质量进行准确评估的难度的效果。
[0080] 需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可W在诸如一组计算机可执行指令的 计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可W W不 同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0081] 本发明实施例还提供了一种有源配电网的电压质量评估装置。需要说明的是，该 实施例的有源配电网的电压质量评估装置可W用于执行本发明实施例的有源配电网的电 压质量评估方法。
[0082] 图3是根据本发明实施例的有源配电网的电压质量评估装置。如图3所示，该有源 配电网的电压质量评估装置包括:模拟单元10，分类单元20，建立单元40，处理单元50和统 计单元60。
[0083] 模拟单元10,用于对有源配电网的元件的当前状态和有源配电网的元件处于当前 状态的持续时间执行统计模拟，得到模拟结果。
[0084] 分类单元20,用于根据模拟结果对有源配电网的负荷节点进行分类，得到分类结 果；
[0085] 确定单元30,用于确定分类结果的拓扑结构，得到确定结果；
[0086] 建立单元40，用于根据分类结果和确定结果建立有源配电网的预设模型；
[0087] 处理单元50,用于将预设模型执行处理，得到负荷节点的电压分布信息；
[0088] 统计单元60,用于对电压分布信息执行统计，得到有源配电网的电压质量评估结 果。
[0089] 可选地，模拟单元10包括抽样模块和第一确定模块。其中，抽样模块用于对有源配 电网的元件的当前状态和处于当前状态的持续时间在有源配电网中的概率分布执行抽样， 得到有源配电网的元件的状态序列；第一确定模块，用于根据状态序列确定有源配电网的 系统的运行状态序列和有源配电网的系统的持续时间序列。
[0090] 可选地，分类单元20包括选择模块，第二确定模块，获取模块和分类模块。其中，选 择模块，用于根据有源配电网的系统的运行状态序列和有源配电网的系统的持续时间序列 选择有源配电网的系统的运行状态;第二确定模块，用于在运行状态下确定有源配电网的 网络线路拓扑的邻接矩阵;获取模块，用于根据邻接矩阵获取源-荷最小路集，其中，源-荷 最小路集为任意负荷节点间的最小路集；W及分类模块，用于根据源-荷最小路集对负荷节 点进行分类，得到网络负荷节点集、孤岛负荷节点集、中断负荷节点集。
[0091] 可选地，确定单元30包括第=确定模块和第一聚合模块。其中，第=确定模块用于 当分类结果为网络负荷节点集时，确定有源配电网的并网部分的拓扑结构;第一聚合模块， 用于当分类结果为孤岛负荷节点集时，根据邻接矩阵和源-荷最小路集，按照连通域对负荷 节点执行聚合，得到孤岛负荷节点集的孤岛负荷节点子集，并确定孤岛负荷节点子集包括 的分布式电源、负荷和储能装置。
[0092] 可选地，确定单元30包括第二聚合模块，用于根据广度优先捜索算法、邻接矩阵、 孤岛负荷节点集和源-荷最小路集按照连通域对负荷节点执行聚合，得到孤岛负荷节点集 的孤岛负荷节点子集，并确定与公用的配电网存在连通通路的并网点集合。
[0093] 可选地，建立单元40用于根据分类结果和确定结果选择有源配电网在运行过程中 的运行工况;获取运行工况在有源配电网中的概率分布信息；获取分布式电源和负荷在经 由电力电子装置接入时的接入信息;建立包括概率分布信息和接入信息的预设模型。
[0094] 可选地，该有源配电网的电压质量评估装置还包括:获取单元，用于在根据分类结 果和确定结果建立有源配电网的预设模型之后，获取负荷的参数和负荷的输入输出信息； 其中，确定单元30还用于根据分布式电源、负荷的参数和负荷的输入输出信息确定用于表 示分布式电源和负荷在有源配电网中分布的概率的概率分布模型。
[00%]该实施例通过模拟单元10对有源配电网的元件的当前状态和有源配电网的元件 处于当前状态的持续时间执行统计模拟，得到模拟结果;通过分类单元20根据模拟结果对 有源配电网的负荷节点进行分类，得到分类结果;通过确定单元30确定分类结果的拓扑结 构，得到确定结果;通过建立单元40根据分类结果和确定结果建立有源配电网的预设模型； 通过处理单元50将预设模型执行处理，得到负荷节点的电压分布信息;通过统计单元60对 电压分布信息执行统计，得到有源配电网的电压质量评估结果。
[0096] 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可W用通用 的计算装置来实现，它们可W集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成 的网络上，可选地，它们可W用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可W将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们 中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。运样，本发明不限制于任何特定的 硬件和软件结合。
[0097] W上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可W有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种有源配电网的电压质量评估方法，其特征在于，包括： 对有源配电网的元件的当前状态和所述有源配电网的元件处于所述当前状态的持续 时间执行统计模拟，得到模拟结果； 根据所述模拟结果对所述有源配电网的负荷节点进行分类，得到分类结果； 确定所述分类结果的拓扑结构，得到确定结果； 根据所述分类结果和所述确定结果建立所述有源配电网的预设模型； 将所述预设模型执行处理，得到所述负荷节点的电压分布信息；以及 对所述电压分布信息执行统计，得到所述有源配电网的电压质量评估结果。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述有源配电网的元件的当前状态和所 述有源配电网的元件处于所述当前状态的持续时间执行统计模拟，得到所述模拟结果包 括： 对所述有源配电网的元件的当前状态和处于所述当前状态的持续时间在所述有源配 电网中的概率分布执行抽样，得到所述有源配电网的元件的状态序列；以及 根据所述状态序列确定所述有源配电网的系统的运行状态序列和所述有源配电网的 系统的持续时间序列。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述模拟结果对所述有源配电网的负 荷节点进行分类，得到所述分类结果包括： 根据所述有源配电网的系统的运行状态序列和所述有源配电网的系统的持续时间序 列选择所述有源配电网的系统的运行状态； 在所述运行状态下确定所述有源配电网的网络线路拓扑的邻接矩阵； 根据所述邻接矩阵获取源-荷最小路集，其中，所述源-荷最小路集为任意所述负荷节 点间的最小路集；以及 根据所述源-荷最小路集对所述负荷节点进行分类，得到网络负荷节点集、孤岛负荷节 点集、中断负荷节点集。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述分类结果的拓扑结构，得到所述 确定结果包括： 当所述分类结果为所述网络负荷节点集时，确定所述有源配电网的并网部分的拓扑结 构；以及 当所述分类结果为所述孤岛负荷节点集时，根据所述邻接矩阵和所述源-荷最小路集， 按照连通域对所述负荷节点执行聚合，得到所述孤岛负荷节点集的孤岛负荷节点子集，并 确定所述孤岛负荷节点子集包括的分布式电源、负荷和储能装置。5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述分类结果的拓扑结构，得到所述 确定结果包括:根据广度优先搜索算法、所述邻接矩阵、所述孤岛负荷节点集和所述源-荷 最小路集按照连通域对所述负荷节点执行聚合，得到所述孤岛负荷节点集的孤岛负荷节点 子集，并确定与公用的配电网存在连通通路的并网点集合。6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述分类结果和所述确定结果建立所 述有源配电网的预设模型包括： 根据所述分类结果和所述确定结果选择所述有源配电网在运行过程中的运行工况； 获取所述运行工况在所述有源配电网中的概率分布信息； 获取所述分布式电源和所述负荷在经由电力电子装置接入时的接入信息；以及 建立包括所述概率分布信息和所述接入信息的预设模型。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在根据所述分类结果和所述确定结果建立 所述有源配电网的预设模型之后，所述方法还包括： 获取所述负荷的参数和所述负荷的输入输出信息；以及 根据所述分布式电源、所述负荷的参数和所述负荷的输入输出信息确定用于表示所述 分布式电源和所述负荷在所述有源配电网中分布的概率的概率分布模型。8. -种有源配电网的电压质量评估装置，其特征在于，包括： 模拟单元，用于对有源配电网的元件的当前状态和所述有源配电网的元件处于所述当 前状态的持续时间执行统计模拟，得到模拟结果； 分类单元，用于根据所述模拟结果对所述有源配电网的负荷节点进行分类，得到分类 结果； 确定单元，用于确定所述分类结果的拓扑结构，得到确定结果； 建立单元，用于根据所述分类结果和所述确定结果建立所述有源配电网的预设模型； 处理单元，用于将所述预设模型执行处理，得到所述负荷节点的电压分布信息；以及 统计单元，用于对所述电压分布信息执行统计，得到所述有源配电网的电压质量评估 结果。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述模拟单元包括： 抽样模块，用于对所述有源配电网的元件的当前状态和处于所述当前状态的持续时间 在所述有源配电网中的概率分布执行抽样，得到所述有源配电网的元件的状态序列；以及 第一确定模块，用于根据所述状态序列确定所述有源配电网的系统的运行状态序列和 所述有源配电网的系统的持续时间序列。10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述分类单元包括： 选择模块，用于根据所述有源配电网的系统的运行状态序列和所述有源配电网的系统 的持续时间序列选择所述有源配电网的系统的运行状态； 第二确定模块，用于在所述运行状态下确定所述有源配电网的网络线路拓扑的邻接矩 阵； 获取模块，用于根据所述邻接矩阵获取源-荷最小路集，其中，所述源-荷最小路集为任 意所述负荷节点间的最小路集;以及 分类模块，用于根据所述源-荷最小路集对所述负荷节点进行分类，得到网络负荷节点 集、孤岛负荷节点集、中断负荷节点集。
【文档编号】G06Q50/06GK106022590SQ201610320183
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】钱叶牛, 孙健, 原宗辉, 乔宏宇, 杨楠, 王海云, 贾东强, 常乾坤, 张岩, 张再驰
【申请人】国网北京市电力公司, 国家电网公司