[發明專利]一種配電網三相狀態估計雅可比矩陣常數化的處理方法

有效

• 申請號: 201410076022.6
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103825270A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 王少芳;劉廣一;郎燕生;徐杰;劉升;鄒昱;竇成龍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;國網遼寧省電力有限公司沈陽供電公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F19/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種處理方法，具體講涉及一種配電網三相狀態估計雅可比矩陣常數化的處理方法。

背景技術

近年來，分布式電源在配電網中大規模的接入對配電系統的運行與控制提出了挑戰，為了提高配電系統運行的安全性和經濟，需要配電網狀態估計為對配電網進行分析與決策提供精確的基礎數據。

針對配電網量測配置、網絡拓撲輻射狀為主、弱環和三相不平衡的特點，目前，配電網狀態估計分別以節點電壓、支路復電流、支路功率、節點注入復電流等為狀態量，利用加權最小二乘(WLS)、加權最小絕對值(WLAV)等狀態估計方法求解配電網狀態量。當直接利用配電網中的各種量測時，不管采用上述何種變量作為狀態量，雅可比矩陣都是非恒定的，網絡規模較大時，較大的計算量將會大大影響計算速度。為了降低計算量，提高計算速度，量測等效變換技術在配電網狀態估計中得到了廣泛的使用，以節點電壓、支路復電流、節點復電流為狀態量時，將功率量測對、電流幅值量測轉換為等效的電流實部量測與電流虛部量測，實現了雅可比矩陣的常數化，但是這種方法的缺點是功率量測必須成對出現，量測等效變換不可避免的會帶來轉換誤差，影響估計精度，同時也給不良數據檢測與辨識帶來了困難。以支路復電流為狀態量時，在電網輻射狀的情況下，對電壓幅值量測的使用受限于根節點電壓量測精度，在配電網存在環路時，需要考慮KVL約束，增加了計算的復雜性，此時電壓幅值量測無法使用。以支路功率為狀態量時，將各種量測利用量測等效變換技術轉換為功率量測，但是將各種量測變換為功率量測利用了較多的其他變量，量測利用效率不高，存在環路時處理KVL增加了計算的復雜性。鑒于配電網實時量測偏少，虛擬量測較多的特點，很多文獻提出了基于量測匹配的思想，利用優化算法求解配電網狀態的方法，顯然，這種方法前提是實時量測要足夠精確。以節點的電壓幅值和相角為狀態量的優點是能夠很好的處理各種量測、對弱環不用特殊處理，但是雅可比矩陣及信息矩陣不是常數，如何能夠降低計算量急需解決的問題。

配電網狀態估計能夠為配電網絡提供更為可靠的估計數據，是對配電網分析與控制的基礎，也是智能配電網態勢感知的基礎工具。配電網相對于輸電網三相不平衡較為突出、R/X比值較高，以節點電壓為狀態量時，雅可比矩陣不能保持常數化，每次迭代時都要重新雅可比矩陣和因子分解，計算量較大，配電網狀態估計計算效率不高，影響了配電網狀態估計的實用化。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種配電網三相狀態估計雅可比矩陣常數化的處理方法，實現了雅可比矩陣的常數化，在進行配電網狀態估計時只需形成一次雅可比矩陣和信息矩陣，只需對信息矩陣做一次因子分解，從而大大降低了計算量，提高了計算速度。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種配電網三相狀態估計雅可比矩陣常數化的處理方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：對配電網三相節點電壓和三相支路電流進行相位變換；

步驟2：基于配電網運行特點的電壓幅值和支路相角差近似化；

步驟3：對雅可比矩陣進行常數化處理。

所述步驟1中，令a＝1/120°，A＝diag(1,a,a²)，將配電網三相節點電壓和三相支路電流做如下變換：