[發明專利]基于μPMU與SCADA的配電網網絡拓撲分析方法

有效

• 申請號: 201810575743.X
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108695864B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 謝偉;張勇;方陳;李妍;張旭軍;楊晨光;王少榮
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華中科技大學
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發明公開了一種基于μPMU與SCADA的配電網網絡拓撲分析方法，將根據SCADA數據形成的初始節點支路關聯矩陣每一行與支路開關矩陣各個元素進行與運算，得到節點支路關聯矩陣。通過μPMU采集的模擬電流量分析和校驗根據SCADA系統得到的開關量，根據下一時刻μPMU的模擬支路電流判斷支路電流是否突變，如果突變則修正支路開關矩陣，將節點支路關聯矩陣每一行與實時支路開關矩陣進行與運算，得到實時節點支路關聯矩陣。對實時節點支路關聯矩陣進行廣度優先搜索，得到配電網網絡拓撲結構。本發明可以有效地區別負荷變化對于配電網網絡拓撲的影響，快速準確的辨識配電網網絡拓撲結構的變化，提供實時可靠的配電網網絡拓撲。

技術領域

本發明屬于配電網網絡拓撲分析領域，更具體地，涉及一種基于μPMU與SCADA的配電網網絡拓撲分析方法。

背景技術

隨著國家經濟的不斷發展，電力行業正在迅速發展，電網結構也在不斷地優化，配電網技術得到了顯著的提升。隨著新能源的大力發展，分布式電源，電動汽車等的接入對于現有配電網的結構帶來很大的挑戰。配電網網絡拓撲分析是狀態估計、參數估計、故障分析等的基礎，因此快速、準確的配電網網絡拓撲分析顯得尤為重要。目前，配電網拓撲分析大多是根據數據采集與監視控制系統(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)提供的開關狀態，SCADA系統采樣的時間周期較長，因此配電網結構的追蹤效率會大大降低，有必要結合新的更高速率的測量系統來分析網絡拓撲。

隨著廣域同步測量系統(Wide Area Measurement System，WAMS)的出現，使得電力系統從靜態到動態的全過程都可以測量和監視。廣域動態測量系統是以相量測量單元(Phasor Measurement Unit，PMU)或微型相量測量單元(Micro-phasor measurementunit，μPMU)裝置為基本組成元件構成的新一代測量系統，它以提供高精度定時定位能力的全球定位系統(Global Positioning System，GPS)技術為基礎，根據GPS提供的高精度時鐘可以快速的測量網絡中的各種電氣量。隨著當前配電網中微同步相量測量單元μPMU的逐步應用，使得量測量的更新速度由原來的幾秒縮減到幾十毫秒，因此借助于采樣更快的μPMU裝置采集的數據來分析校驗配電網網絡拓撲，可以大大提高配電網網絡拓撲分析實時性和準確性。

相對于WAMS系統，SCADA系統的數據上傳時存在一定的時間滯后，因此如果WAMS系統的拓撲信息完全依靠SCADA系統采集開關量獲取，則會導致在滯后時間內WAMS所使用的拓撲信息不正確。此外，SCADA系統采集開關狀態也存在一定的差錯概率。

因此，如何實現在配電網中實時網絡拓撲分析的快速性和準確性是目前亟需解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于μPMU與SCADA的配電網網絡拓撲分析方法，由此解決現有技術無法實現在配電網中網絡拓撲分析的快速性和準確性的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于μPMU與SCADA的配電網網絡拓撲分析方法，包括：

(1)利用當前時刻SCADA量測數據來生成初始節點支路關聯矩陣，根據SCADA系統采集的開關量生成支路開關矩陣，其中，所述初始節點支路關聯矩陣表示節點支路之間的關聯狀態，所述支路開關矩陣表示支路的連通或斷開狀態；

(2)將所述初始節點支路關聯矩陣的每一行與所述支路開關矩陣的各個對應元素進行與運算，得到目標節點支路關聯矩陣；

(3)根據實際配電系統選取最大負荷轉切系數λ_max，讀取下一時刻μPMU的模擬電流量，以判斷支路電流是否有突變，若所述支路電流有突變則修正所述支路開關矩陣得到實時支路開關矩陣，用所述實時支路開關矩陣替換所述支路開關矩陣，并執行步驟(2)；