专利名称：一种配电网过负荷风险状态辨识方法
技术领域：
本发明涉及配电网分析与控制技术领域，具体涉及一种配电网过负荷风险状态辨识方法。
背景技术：
在配电网自愈控制中，供电能力是衡量配电网优质高效、经济可靠运行的一个重要指标，而配电网是否过负荷运行是衡量供电能力是否充足的重要方面。随着地方经济的快速发展，用户用电负荷也在不断增长，电网设备的负担也不断增加，过负荷风险已成为配电网面临的一个重要的风险类型，如何及早发现过负荷风险，以避免配电网严重过负荷运行，是配电网自愈控制运行状态评估中的一个重要研究内容。目前，过负荷风险评估方面的研究成果颇多，但都主要侧重于从规划角度、静态角 度对过负荷风险发生的可能性及其严重程度进行综合分析。在实际应用中，主要从过负荷倍数和允许过负荷时间两方面来评价过负荷水平，其评价结果的准确性和可靠性都很差。
发明内容
针对现有研究成果的不足，本发明提出一种过负荷风险状态辨识方法，从运行角度，综合采用历史负荷信息、实测负荷信息、负荷预测信息，对配电网面临的过负荷风险进行全面的动态辨识，能提高配电网过负荷风险辨识的精确性、可靠性，为配电网进行过负荷风险主动防御提供依据。本发明提供的一种配电网过负荷风险状态辨识方法，其改进之处在于，所述方法是采用配电网某t时刻之前某一段时间内的历史负荷信息、t时刻负荷实时量测信息和t时刻之后某一时间段内的负荷预测信息，用等效负荷方法从现实性方面、持续性方面和预见性方面计算过负荷指标，生成过负荷指标严重度等级，并以所述过负荷指标严重度等级为依据，对所述现实性方面、持续性方面和预见性方面的过负荷指标进行分析，根据配电网过负荷风险状态判断步骤，判断电网在t时刻是否处于过负荷风险状态，并进行配电网过负荷风险状态动态连续跟踪与辨识。其中，所述现实性是指过负荷风险已经发生的一方面；计算所述现实性方面的过负荷指标步骤为根据t时刻之前Atl时间内的历史负荷信息，计算Atl时间内的等效负荷及过负荷指标，以判断t时刻之前Atl时间内的过负荷情况。其中，所述持续性是指过负荷风险正在发生并且将会持续的一方面；计算所述持续性方面的过负荷指标步骤为根据t时刻之前一段时间At2的历史负荷信息以及和t时刻之后一段时间内A t3的预测负荷信息，计算A t2+ A t3时间内的等效负荷及过负荷指标，并结合t时刻的实测负荷信息，以判断t时刻过负荷及其持续情况。其中，所述预见性是指将来会发生过负荷风险或者不会发生过负荷风险的一方面；计算所述预见性方面的过负荷指标步骤为根据t时刻之后A t4时间内的预测负荷信息，计算A t4时间内的等效负荷及过负荷指标，以判断t时刻之后A t4时间内的过负荷情况。其中，所述配电网过负荷风险状态判断步骤如下(I)若现实性过负荷指标、持续性过负荷指标和预见性过负荷指标均无过负荷现象，则判定电网处于正常运行状态；(2)若现实性过负荷指标、持续性过负荷指标和预见性过负荷指标至少有一种过负荷现象不严重，剩余指标均无过负荷现象，则判定电网处于正常运行状态；(3)若现实性过负荷指标、持续性过负荷指标和预见性过负荷指标均出现过负荷现象不严重，则判定当前电网不处于过负荷风险状态，给出过负荷现象报警信息；
(4)若现实性过负荷指标、持续性过负荷指标和预见性过负荷指标至少有一种过负荷现象较严重，则判定当前电网处于过负荷风险状态，给出过负荷风险预警信息；(5)若现实性过负荷指标、持续性过负荷指标和预见性过负荷指标至少有一种过负荷现象严重，则判定当前电网处于过负荷风险状态，给出过负荷风险预警信息，并制定过负荷风险预防控制策略。其中，判断配电网在t时刻是否处于过负荷风险状态，若判断配电网处于正常状态，则判断是否有指标超标，若无指标超标，则重新获取配电网某t时刻之前某一段时间内的历史负荷信息、t时刻负荷实时量测信息和t时刻之后某一时间段内的负荷预测信息；若有指标超标，则累计指标超标持续时间，并对指标持续时间进行存储并进行下一次配电网过负荷风险状态辨识；判断配电网存在过负荷现象，但未达到风险状态时，则累计指标超标持续时间，并对指标持续时间进行存储并进行下一次配电网过负荷风险状态辨识；判断配电网存在过负荷风险，且根据过负荷风险等级判断方法，判断过负荷风险不严重，仅进行过负荷风险报警，同时累计指标超标持续时间，对指标持续时间进行存储，并进行下一次配电网过负荷风险状态辨识。判断配电网存在过负荷风险，且根据过负荷风险等级判断方法，若过负荷风险严重，则进行过负荷风险报警的同时，并给出过负荷风险预防控制策略；同时累计指标超标持续时间，对指标持续时间进行存储，并继续进行过负荷风险状态连续辨识。其中,所述过负荷指标包括①过负荷倍数指标K——用于反映单个负荷监测点超过允许负荷的程度，计算公式为；
K_计算负荷
允许负荷 ’②允许过负荷时间指标T—用于反映过负荷持续时间长短，与过负荷倍数指标反映过负荷程度；其中，过负荷倍数指标标准限值对应相应的允许过负荷时间指标限值。③过负荷倍数对电压影响指数灵敏度指标A—用于反映过负荷引起的电压合格率降低的程度，其计算表达式为
A = f (K, A Ru)；其中，A Ru为电压合格率变化；K为过负荷倍数；④过负荷倍数对线损影响指数灵敏度指标B—用来反映过负荷引起的线损率升高的严重程度，其计算表达式为B = f(K, ARLine_loss)；其中，A RLine_l0SS为线损率变化；K为过负荷倍数；⑤过负荷率指标ROTOT_lMd—用于反映单个负荷监测点在监测时间段内过负荷时间程度，其表达式为
_负荷监测点过负荷时间 —'负荷监测点监测总时间X ° ⑥综合过负荷率指标CR _lMd——用来反映局部或全局过负荷范围的大小，其表达式为
_过负荷的负荷监测点数1AA(V—_ ^负荷监测点总数^X ° °其中，计算等效负荷的步骤为设t时刻之前或之后AT时间内具有n个离散负荷，负荷值分别为PnP2.....Pn,
采用下述公式计算出t时刻的等效负荷值Pt (I)利用算术平均数法求二次等效负荷Pt的计算公式如下
n
y r;g 二 M 1 二€+巧+…+ /I)
1 nn(2)利用算术平均数法求二次等效负荷Pt的计算公式如下
n(3)利用几何平均数法求二次等效负荷Pt的计算公式如下Pt = ^jPlXP2 uPn3)或(4)利用调和平均数法求二次等效负荷Pm的计算公式如下 p_ ^ _nt 兮.丄丄+丄+ I丄4)
Tl/I' I。其中，所述负荷预测等效曲线是根据所述公式I)-公式4)计算得出的不同时刻的等效负荷值连成的曲线。本发明也可先离线根据公式1)-4)计算出等效负荷画出负荷预测等效曲线，然后将负荷预测等效曲线在线应用(即应用到预见性方面的等效负荷)即可，节省了在线计算的时间。与现有技术比，本发明的有益效果为本发明所述方法综合历史负荷信息、实测负荷信息、负荷预测信息，实现多时态、多维度、动态的过负荷风险辨识，所得结果全面、精确、可靠，为配电网自愈控制实现过负荷风险的主动防御提供可靠依据。本发明提出的计算等效负荷，将任意AT时段内的多个负荷点转化为一个等效负荷点，从而达到简化仿真运算次数，更直观清晰的观测负荷动态趋势的目的。并且其利用了算术平均数法、平方平均数法、几何平均数法以及调和平均数法多种平均数方法来得到等效负荷，其计算量小，操作简单。
图I为本发明提供的一种配电网过负荷风险辨识流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明。
本发明提供的一种配电网过负荷风险状态辨识方法，其是采用配电网某t时刻之前某一段时间内(此时间段用户自己确定，一般为IminlOmin)的历史负荷信息、t时刻负荷实时量测信息和t时刻之后某一时间段内(此时间段用户自己确定，一般为IminlOmin)的负荷预测信息，用等效负荷方法从现实性方面、持续性方面和预见性方面计算过负荷指标，生成过负荷指标严重度等级，并以所述过负荷指标严重度等级为依据，对所述现实性方面、持续性方面和预见性方面的过负荷指标进行分析，根据配电网过负荷风险状态判断步骤，判断电网在t时刻是否处于过负荷风险状态，并进行配电网过负荷风险状态动态连续跟踪与辨识。配电网过负荷风险辨识流程如图I所示，具体包括如下步骤(I)获取配电网某t时刻之前某一段时间内的历史负荷信息、t时刻负荷实时量测信息、t时刻之后某一时间段内的负荷预测信息；(2)用等效负荷方法计算所需要的历史负荷数据和负荷预测数据；(3)计算现实性、持续性、预见性三个方面的过负荷指标，生成过负荷指标严重度等级；(4)以过负荷指标严重度等级为依据，判断现实性、持续性、预见性过负荷指标等级；(5)根据配电网过负荷风险状态辨识步骤，判断当前时刻电网是否处于过负荷风险状态。(6)如果判断电网处于正常状态，则判断是否有指标超标，若无指标超标，则返回步骤(I);若有指标超标，则累计指标超标持续时间，并对指标持续时间进行存储，同时返回步骤(I)。(7)如果判断电网存在过负荷现象，但未达到过负荷风险状态，即过负荷现象严重度等级为I级时，时，则累计指标超标持续时间，并对指标持续时间进行存储，同时返回步骤(I)。(8)如果判断电网存在过负荷风险，即过负荷现象严重度等级为2级或3级时，若过负荷现象严重度等级为2级时，继续累计指标超标持续时间，并对指标持续时间进行存储，同时返回步骤(I)继续进行过负荷风险状态连续辨识。(9)如果判断电网存在过负荷风险，即过负荷现象严重度等级为2级或3级时，若过负荷现象严重度等级为3级时，则进行过负荷风险报警的同时，并给出过负荷风险预防控制策略；同时，继续累计指标超标持续时间，并对指标持续时间进行存储，同时返回步骤(I)继续进行过负荷风险状态连续辨识。其中I.所述过负荷指标包括①过负荷倍数指标K——用来反映单个负荷监测点超过允许负荷的程度，计算公式为；
权利要求
1.一种配电网过负荷风险状态辨识方法，其特征在于，所述方法是采用配电网某t时刻之前某一段时间内的历史负荷信息、t时刻负荷实时量测信息和t时刻之后某一时间段内的负荷预测信息，用等效负荷方法从现实性方面、持续性方面和预见性方面计算过负荷指标，生成过负荷指标严重度等级，并以所述过负荷指标严重度等级为依据，对所述现实性方面、持续性方面和预见性方面的过负荷指标进行分析，根据配电网过负荷风险状态判断步骤，判断电网在t时刻是否处于过负荷风险状态，并进行配电网过负荷风险状态动态连续跟踪与辨识。
2.如权利要求I所述的配电网过负荷风险状态辨识方法，其特征在于，所述现实性是指过负荷风险已经发生的一方面；计算所述现实性方面的过负荷指标步骤为 根据t时刻之前Atl时间内的历史负荷信息，计算Atl时间内的等效负荷及过负荷指标，以判断t时刻之前Atl时间内的过负荷情况。
3.如权利要求I所述的配电网过负荷风险状态辨识方法，其特征在于，所述持续性是指过负荷风险正在发生并且将会持续的一方面；计算所述持续性方面的过负荷指标步骤为 根据t时刻之前一段时间A t2的历史负荷信息以及和t时刻之后一段时间内A t3的预测负荷信息，计算△ t2+ A t3时间内的等效负荷及过负荷指标，并结合t时刻的实测负荷信息，以判断t时刻过负荷及其持续情况。
4.如权利要求I所述的配电网过负荷风险状态辨识方法，其特征在于，所述预见性是指将来会发生过负荷风险或者不会发生过负荷风险的一方面；计算所述预见性方面的过负荷指标步骤为 根据t时刻之后At4时间内的预测负荷信息，计算At4时间内的等效负荷及过负荷指标，以判断t时刻之后A t4时间内的过负荷情况。
5.如权利要求I所述的配电网过负荷风险状态辨识方法，其特征在于，所述配电网过负荷风险状态判断步骤如下 (1)若现实性过负荷指标、持续性过负荷指标和预见性过负荷指标均无过负荷现象，则判定电网处于正常运行状态； (2)若现实性过负荷指标、持续性过负荷指标和预见性过负荷指标至少有一种过负荷现象不严重，剩余指标均无过负荷现象，则判定电网处于正常运行状态； (3)若现实性过负荷指标、持续性过负荷指标和预见性过负荷指标均出现过负荷现象不严重，则判定当前电网不处于过负荷风险状态，给出过负荷现象报警信息； (4)若现实性过负荷指标、持续性过负荷指标和预见性过负荷指标至少有一种过负荷现象较严重，则判定当前电网处于过负荷风险状态，给出过负荷风险预警信息； (5)若现实性过负荷指标、持续性过负荷指标和预见性过负荷指标至少有一种过负荷现象严重，则判定当前电网处于过负荷风险状态，给出过负荷风险预警信息，并制定过负荷风险预防控制策略。
6.如权利要求I所述的配电网过负荷风险状态辨识方法，其特征在于，判断配电网在t时刻是否处于过负荷风险状态，若 判断配电网处于正常状态，则判断是否有指标超标，若无指标超标，则重新获取配电网某t时刻之前某一段时间内的历史负荷信息、t时刻负荷实时量测信息和t时刻之后某一时间段内的负荷预测信息；若有指标超标，则累计指标超标持续时间，并对指标持续时间进行存储并进行下一次配电网过负荷风险状态辨识； 判断配电网存在过负荷现象，但未达到风险状态时，则累计指标超标持续时间，并对指标持续时间进行存储并进行下一次配电网过负荷风险状态辨识； 判断配电网存在过负荷风险，且根据过负荷风险等级判断方法，判断过负荷风险不严重，仅进行过负荷风险报警，同时累计指标超标持续时间，对指标持续时间进行存储，并进行下一次配电网过负荷风险状态辨识。
判断配电网存在过负荷风险，且根据过负荷风险等级判断方法，若过负荷风险严重，则进行过负荷风险报警的同时，并给出过负荷风险预防控制策略；同时累计指标超标持续时间，对指标持续时间进行存储，并继续进行过负荷风险状态连续辨识。
7.如权利要求I所述的配电网过负荷风险状态辨识方法，其特征在于，所述过负荷指标包括 ①过负荷倍数指标K——用于反映单个负荷监测点超过允许负荷的程度，计算公式为；—计算负荷 .允许负荷’ ②允许过负荷时间指标T-用于反映过负荷持续时间长短,与过负荷倍数指标反映过负荷程度； 其中，过负荷倍数指标标准限值对应相应的允许过负荷时间指标限值。
③过负荷倍数对电压影响指数灵敏度指标A——用于反映过负荷引起的电压合格率降低的程度，其计算表达式为A = f(K, ARu)； 其中，ARu为电压合格率变化；K为过负荷倍数； ④过负荷倍数对线损影响指数灵敏度指标B——用来反映过负荷引起的线损率升高的严重程度，其计算表达式为 B = f (K，A RLine_l0SS)； 其中，ARunrftjss为线损率变化；K为过负荷倍数； ⑤过负荷率指标ROTCT-lMd—用于反映单个负荷监测点在监测时间段内过负荷时间程度，其表达式为 _负荷监测点过负荷时间 -负荷监测点监测总时间X ° ； ⑥综合过负荷率指标CROTOT_lMd——用来反映局部或全局过负荷范围的大小，其表达式为—过负荷的负荷监测点数1An()/一r ^负荷监测点总数^X °。
8.如权利要求2-4任一所述的配电网过负荷风险状态辨识方法，其特征在于，计算等效负荷的步骤为 设t时刻之前或之后AT时间内具有n个离散负荷，负荷值分别为PpP2.....Pn，采用下述公式计算出t时刻的等效负荷值Pt (1)利用算术平均数法求二次等效负荷Pt的计算公式如下 n
9.如权利要求4所述的配电网过负荷风险状态辨识方法，其特征在于，所述预见性方面的等效负荷根据离线生成的所述负荷预测等效曲线取值。
10.如权利要求9所述的配电网过负荷风险状态辨识方法，其特征在于，所述负荷预测等效曲线是根据所述公式I)-公式4)计算得出的不同时刻的等效负荷值连成的曲线。
全文摘要
本发明公开一种配电网过负荷风险状态辨识方法，即采用配电网某t时刻之前某一段时间内的历史负荷信息、t时刻负荷实时量测信息和t时刻之后某一时间段内的负荷预测信息，用等效负荷方法从现实性方面、持续性方面和预见性方面计算过负荷指标，生成过负荷指标严重度等级，并以过负荷指标严重度等级为依据，对现实性方面、持续性方面和预见性方面的过负荷指标进行分析，根据配电网过负荷风险状态判断步骤，判断电网在t时刻是否处于过负荷风险状态，并进行配电网过负荷风险状态动态连续跟踪与辨识。本方法适用于配电网自愈控制过程中过负荷风险状态的辨识及预警。
文档编号H02J3/00GK102751725SQ201210243260
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者仉天舒, 刘永梅, 史常凯, 孟晓丽, 宋晓辉, 张瑜, 李雅洁, 盛万兴, 胡丽娟, 贾东梨 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司, 绍兴电力局