[發明專利]一種基于線性電路的三相配電網可觀測性分析方法

有效

• 申請號: 201710363941.5
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107017631B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 林毅;巨云濤;李榮敏;雷勇;張林垚
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國家電網公司;國網福建省電力有限公司經濟技術研究院;中國農業大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/26
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種基于線性電路的三相配電網可觀測性分析方法，屬于電力系統調度自動化與電網仿真技術領域，本發明首先完成三相配電網各類量測建模，其次基于量測雅可比矩陣的秩分析得到三相系統中不可觀測支路，最后根據支路可觀測性分析結果得到系統可觀測島。該方法可處理三角型連接的線電壓量測和功率量測，能夠處理分布式電源對可觀測性的影響，能夠處理配電變壓器檔位的可觀測性分析。

技術領域

本發明涉及電力系統中電網狀態估計領域，特別是涉及一種基于線性電路的三相配電網可觀測性分析方法。

背景技術

傳統可觀測分析方法主要包括拓撲法、數值法和混合法，其共同特點是都采用正序模型，未考慮三相不平衡量測模型和三相網絡模型，未考慮分布式電源對可觀測性分析的影響。此外，傳統可觀測性分析僅考慮支路功率和節點功率量測對可觀測性的影響，并假定有功和無功量測成對出現。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于線性電路的三相配電網可觀測性分析方法，是一種更為通用的可觀測性分析方法，能夠處理所有三相量測和三相不平衡的配電網絡模型。

本發明采用以下方案實現：一種基于線性電路的三相配電網可觀測性分析方法，包括以下步驟：

步驟S1：建立三相配電網設備量測模型；

步驟S2：基于量測雅可比矩陣的秩分析，判斷支路是否可觀，從而得到三相配電網中的不可觀測支路；

步驟S3：根據不可觀測支路分析結果，形成三相配電網的可觀測島。

進一步地，在所述步驟S1中，建立三相配電網設備量測模型，具體為：

在建立所述量測建模時，對于三相配電網中的配電變壓器采用一種新的三相建模方法，星型或三角型接法配電變壓器都用基本單繞組變壓器單元組成；在進行可觀測性分析中，增加虛擬節點作為待求狀態節點，增加原邊和副邊的支路電流作為待求變量，則虛擬量測方程表示成：

其中，t是變壓器檔位，i、j、k、m是節點編號，表示復數電流，表示復數電壓；

在建立所述量測建模時，對于線電壓量測，其量測方程表示為：

其中，| |表示復數量的模，U^mea表示線電壓量測值，i、j是三相網絡的節點編號；

在建立所述量測建模時，對于分布式電源，其零序和負序電流常控制為0，補充分布式電源注入電網的三相電流作為待求變量，對于分布式電源，補充量測方程為：

其中，及分別為分布式電源支路i的零序及負序電流，分別為分布式電源支路i的三相線電流，α＝e^j120；

在可觀測性分析中，待觀測變量除節點電壓幅值和相角外，還包括配電變壓器檔位、配電變壓器原邊和副邊的支路電流、分布式電源注入電網的電流，則所有的功率量測都通過設定節點電壓為額定電壓轉化為電流量測，方程為：

其中P^mea和Q^mea分別表示有功和無功量測；

如果節點功率僅存在有功功率量測，則有功功率量測可以表示為：

如果節點功率僅存在無功功率量測，則無功功率量測可以表示為：

由此，整個配電網絡的量測模型都由線性電路方程表示完成。