[發明專利]基于同步相量量測的配電網電壓功率靈敏度魯棒估計方法

有效

• 申請號: 201710785292.8
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107577870B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 王成山;宿洪智;李鵬;宋關羽
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種基于同步相量量測的配電網電壓功率靈敏度魯棒估計方法：獲取配電網網絡拓撲連接關系，節點類型，系統基準電壓和基準容量；根據拓撲連接關系，得到節點最大的度；獲取系統各節點同步相量量測裝置當前時刻的有功功率、無功功率、電壓幅值和電壓相角的量測值和C組歷史量測數據；得到C組功率和電壓量測的變化量；計算帽子矩陣，得到各組量測的帽子值，確定各組量測的權重；建立雅可比矩陣的加權最小絕對值估計模型；將加權最小絕對值估計模型轉換為線性規劃模型；求解線性規劃模型，得到雅可比矩陣的魯棒估計結果；對雅可比矩陣求逆，得到電壓功率靈敏度估計結果。本發明避免了電壓量測壞數據的杠桿效應對估計精度的影響，提高了算法的估計精度。

技術領域

本發明涉及一種配電網電壓功率靈敏度估計方法。特別是涉及一種基于同步相量量測的配電網電壓功率靈敏度魯棒估計方法。

背景技術

當前，各種以可再生能源利用為目標的分布式發電技術得到飛速發展，分布式電源在給配電網帶來新的活力的同時，也使得配電網的運行控制面臨著更大的挑戰。電壓功率靈敏度因其能夠準確反映系統中電壓與功率的變化關系，在電力系統的運行控制中發揮著極為重要的作用。特別是隨著以同步相量量測單元為代表的先進電力裝備技術的發展，基于實時量測的電壓功率靈敏度的在線估計成為可能，為解決配電網的運行控制問題提供了可靠手段。

傳統的電壓功率靈敏度計算，先通過離線潮流計算求得雅可比矩陣，再通過矩陣求逆得到電壓功率靈敏度。采用離線潮流計算電壓功率靈敏度由于存在元件參數不準確、信息更新不及時、難以追蹤系統運行點及相關拓撲變化等缺陷，通常會有較大的計算誤差。通過實時的量測信息，實現系統狀態與運行參數的在線估計，能夠充分避免上述因素引起的估計誤差。特別是，基于同步相量量測裝置能夠實現有功功率、無功功率、電壓相角、電壓幅值、系統頻率等電氣量的高精度同步量測，現已廣泛用于輸電網的參數估計、狀態估計、故障定位和運行控制等多個方面。隨著配電網中源網荷不確定性的顯著增加，使得其同樣需要更加精確的量測以更好的實現各種運行控制與能量管理的目標。與輸電網不同，配電網存在節點間相角差更小、節點數眾多、線路阻抗比較大等特點，而同步相量量測裝置在提高相角量測精度的同時，也逐步實現了小型化和低成本，其在配電網中的應用價值也逐漸凸顯出來。

雖然同步相量量測裝置能夠提供更精確的數據量測，但由于數據采集、轉換與通信等環節的影響，量測數據中仍然可能含有壞數據，這將極大影響系統狀態及參數估計的效果，此時則需要采用更加魯棒的方法進行估計。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠實現電壓功率靈敏度參數的精確估計的基于同步相量量測的配電網電壓功率靈敏度魯棒估計方法。

本發明所采用的技術方案是：一種基于同步相量量測的配電網電壓功率靈敏度魯棒估計方法，包括如下步驟：

1)獲取配電網網絡拓撲連接關系，節點類型，系統基準電壓和基準容量；根據拓撲連接關系，計算各個節點的度，得到節點最大的度為d_max；

2)獲取系統各節點同步相量量測裝置當前時刻的有功功率、無功功率、電壓幅值和電壓相角的量測值和C組歷史量測數據，同時保證C＞2(d_max+1)；

3)將每一組歷史量測都與當前量測做差，得到C組功率和電壓量測的變化量；

4)根據步驟3)中得到的功率和電壓量測變化量，計算帽子矩陣，得到各組量測的帽子值，確定各組量測的權重；

5)根據步驟4)得到的各組量測的權重和步驟3)得到的C組功率和電壓量測變化量，建立雅可比矩陣的加權最小絕對值估計模型；

6)將步驟5)中的加權最小絕對值估計模型轉換為線性規劃模型；

7)求解步驟6)中的線性規劃模型，得到雅可比矩陣的魯棒估計結果；