[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

一種配電網拓撲辨識方法，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。本方案利用同步量測裝置電壓和功率量測的同步性，建立更加準確的潮流雅可比矩陣，并通過求解優化模型，得到的優化結果中相互關聯的節點，進而得到配電網的拓撲連接關系。

技術領域

本發明涉及電力領域，具體涉及一種配電網拓撲辨識方法及系統。

背景技術

對配電網的拓撲進行分析、辨識和校驗，其中的重點是明確網絡中的開關狀態。在實際的配電系統中，若開關遙信與開關實際位置不相符，則稱為網絡拓撲的錯誤，其導致網絡的拓撲辨識存在問題。對此，基于非健全量測信息的配電網拓撲分析、辨識，就是要準確的分析出網絡的開關狀態及相應的支路連接關系，構建網絡的拓撲關系。

潮流雅可比矩陣不僅是對電力系統進行潮流分析，感知系統當前運行狀態的前提和基礎，也廣泛應用于電壓-功率靈敏度參數的計算，是對電壓控制和能量管理等問題進行建模的重要參數。傳統的潮流雅可比矩陣獲取方式主要是通過離線潮流計算，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點，往往會造成較大的計算誤差。同步相量量測單元能夠實現有功功率、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，可應用于注入轉移因子、線路參數、導納矩陣等電力系統參數辨識問題。雖然同步相量量測單元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，量測數據中可能仍然含有壞數據，導致雅可比矩陣對壞數據的魯棒性降低，從而配電網拓撲結構中關聯節點不能進行準確篩選。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的雅可比矩陣對同步向量的壞數據魯棒性低的問題，本發明提供了一種配電網拓撲辨識方法及系統。

本發明提供的技術方案是：

一種配電網拓撲辨識方法，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。

優選的，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。

優選的，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。

優選的，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：