[發明專利]一種配電網拓撲辨識方法及系統

在審

• 申請號: 201811580344.9
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN111355231A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 郭屾;張冀川;王鵬;張明宇;林佳穎;張治明;張明澤
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網浙江省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 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

1.一種配電網拓撲辨識方法，其特征在于，包括：

基于電壓觀測節點的有功變化向量、無功變化向量、電壓相角變化向量和幅值變化向量構建雅可比矩陣，并計算得到將所述雅可比矩陣中分塊矩陣的最優估計值；

根據所述分塊矩陣的最優估計值構建整數規劃模型；

基于所述整數規劃模型得到所述電壓觀測節的關聯關系，進而得到電網拓撲結構。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述有功變化量、無功變化量、電壓相角變化量和幅值變化量構建雅可比矩陣，如下式所示：

其中，ΔP為各電壓觀測節點的有功變化向量、ΔQ為各電壓觀測節點的無功的變化向量；Δθ為各電壓觀測節點的電壓相角變化向量、ΔV為各電壓觀測節點的幅值變化向量；J為雅可比矩陣，H為雅可比矩陣的分塊矩陣H、N為雅可比矩陣的分塊矩陣N、M為雅可比矩陣的分塊矩陣M、L為雅可比矩陣的分塊矩陣L。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算得到將所述雅可比矩陣中分塊矩陣的最優估計值，包括：

將所述有功變化量作為第一約束條件，構建最小二乘估計模型，求解分塊矩陣H和分塊矩陣N的最優估計值；

將所述無功變化量作為第二約束條件，構建最小二乘估計模型，求解分塊矩陣M和分塊矩陣L的最優估計值。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一約束條件，如下式所示：

其中，ΔP_i為有功變化量，為第一約束條件系數，e_i,P表示量測誤差；

所述第一約束條件系數，如下式所示：

其中，為有功變化量的電壓相角變化量，為有功變化量的幅值變化量。

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二約束條件，如下式所示：

其中，ΔQ_i為無功變化量，為第二約束條件系數，e_i,P表示量測誤差；

所述第二約束條件系數，如下式所示：

其中，為無功變化量的電壓相角變化量，為無功變化量的幅值變化量。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述分塊矩陣的最優估計值構建整數規劃模型，包括：

選取所述分塊矩陣中分塊矩陣H對角線以上的矩陣元素，構成向量；

基于所述向量，以決策變量最大值為目標函數，以電壓觀測節點數量為約束條件構建整數規劃模型。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述目標函數，如下式所示：

所述約束條件如下式所示：

其中a_l為決策變量，N為所述電壓觀測節點的數量。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述整數規劃模型得到所述電壓觀測節的關聯關系，進而得到電網拓撲結構，包括：

求解所述整數規劃模型，篩選出計算結果為1的矩陣元素對應的電壓觀測節點，作為電網拓撲中相互關聯的電壓觀測節點；

由所述電壓觀測節點以及所述電壓觀測節點相互關聯關系得到配電網拓撲連接關系。

9.一種配電網拓撲辨識系統，其特征在于，包括：

估計值計算模塊：基于電壓觀測節點的有功變化向量、無功變化向量、電壓相角變化向量和幅值變化向量構建雅可比矩陣，并計算得到將所述雅可比矩陣中分塊矩陣的最優估計值；

整數模型構建模塊：根據所述分塊矩陣的最優估計值構建整數規劃模型；

拓撲結構構建模塊：基于所述整數規劃模型得到所述電壓觀測節的關聯關系，進而得到電網拓撲結構。