[發(fā)明專利]基于單相用戶功率特性的低壓配電網(wǎng)三相平衡方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010062092.1
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111244978B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范荻;王豐;鄧春;謝歡;汪鴻;皇甫成;陳建華;李博彤;秦亮;劉開培;羅婧;徐潔;王晶
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)冀北電力有限公司;武漢大學(xué);國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/48
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 韓燕

1.一種基于單相用戶功率特性的低壓配電網(wǎng)三相平衡方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一，通過SCADA系統(tǒng)獲得低壓配電網(wǎng)n個(gè)用戶的總?cè)肇?fù)荷矩陣P，對總?cè)肇?fù)荷矩陣P進(jìn)行歸一化處理，獲得標(biāo)準(zhǔn)化總用戶日負(fù)荷矩陣D；

步驟二，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化總用戶日負(fù)荷矩陣D，應(yīng)用模糊分類方法對用戶進(jìn)行分類，具體包括：

S21，確定聚類有效性函數(shù)P'(U；c)；

式中，n是用戶數(shù)目；c是分類數(shù)目；y＝1,2,…,c；u_xy表示為第x個(gè)用戶屬于第y類的隸屬度，U是一個(gè)c×n階的隸屬度矩陣，由u_xy構(gòu)成，D_x是第x個(gè)用戶的日負(fù)荷功率矩陣P_x采用極大值標(biāo)準(zhǔn)化后的標(biāo)幺值矩陣，x＝1,2,...,n；V_y為第y類的分類中心，為所有用戶到V₀的距離之和；是用戶的中心；是可能性劃分系數(shù)；

S22，使用FCM聚類算法分別求出c從2到n的隸屬度矩陣U和聚類中心V，c是分類數(shù)目；

所述聚類中心V為：

V＝[V₁ V₂…V_y…V_c]^T (5)

V_y＝[V_y1 V_y2…V_yt…V_y24] (6)

其中，V為聚類中心，V_y為第y類的分類中心，c為分類數(shù)目，V_yt為第y類的分類中心在采樣點(diǎn)t時(shí)刻的特征量；

隸屬度矩陣U是一個(gè)c×n階的隸屬度矩陣，隸屬度矩陣U中的元素u_xy表示第x個(gè)用戶屬于第y類的隸屬度，n是用戶數(shù)目，c是分類數(shù)目，如果第x個(gè)用戶為第k類，那么其隸屬度滿足以下限制條件：

u_xy∈[0,1] y＝1,2,...,c (7)

u_xk≥u_xy (9)

公式(7)表示隸屬度u_xy都介于0和1之間，公式(8)表示第x個(gè)用戶的全部隸屬度相加為1，公式(9)表示當(dāng)?shù)趚個(gè)用戶為第k類時(shí)，第x個(gè)用戶在k類的隸屬度是c個(gè)分類中隸屬度值最大的分類；

S23，使用聚類有效性函數(shù)計(jì)算獲得最佳分類數(shù)目；

將每個(gè)c值相對應(yīng)的隸屬度矩陣U和聚類中心V分別代入聚類有效性函數(shù)公式(10)中，當(dāng)P'(U^*；c^*)＝max{P'(U；c)}時(shí)，此時(shí)c^*是最佳的分類數(shù)目，此時(shí)的U^*和V^*為在最佳分類數(shù)據(jù)c^*時(shí)的隸屬度矩陣和聚類中心，令c＝c^*、U＝U^*和V＝V^*；

S24，根據(jù)隸屬度矩陣U將n個(gè)用戶分為c類；

步驟三，以用戶負(fù)荷功率為指標(biāo)計(jì)算三相不平衡度，計(jì)算公式如下：

式中，k為A、B、C三相，p_k表示各相瞬時(shí)功率值；為瞬時(shí)三相平均功率，g_k為各相不平衡度；

步驟四，基于用戶分類對三相不平衡度進(jìn)行非線性整數(shù)優(yōu)化治理；

S41，根據(jù)步驟二中對當(dāng)前低壓配電網(wǎng)中n個(gè)用戶的分類，可以獲得接入A、B、C各相的y類用戶數(shù)分別為N_Ay、N_By、N_Cy，根據(jù)步驟二的聚類中心V，在采樣點(diǎn)t時(shí)刻，

A相瞬時(shí)總功率為：

B相瞬時(shí)總功率為：

C相瞬時(shí)總功率為：

其中，N_Ay、N_By、N_Cy為A、B、C各相的y類用戶數(shù)，c為分類數(shù)目，V_yt為第y類的分類中心在采樣點(diǎn)t時(shí)刻的特征量，

則，t時(shí)刻三相瞬時(shí)不平衡度為：

則，全天平均三相不平衡度為：

S42，根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件，確定各類用戶在A、B和C三相的用戶數(shù)；

優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為全天平均三相不平衡度最小：

約束條件為：

根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和約束條件可計(jì)算獲得y類用戶在A、B和C三相的各相用戶數(shù)，y＝1,2,…,c；

S43，根據(jù)計(jì)算獲得的y類用戶在A、B和C三相的各相用戶數(shù)，對現(xiàn)有的y類用戶所在相進(jìn)行調(diào)整，使得調(diào)整后的y類用戶在A、B和C三相的各相用戶數(shù)與計(jì)算結(jié)果相同；

S44，將c類用戶全部調(diào)整完成后，n個(gè)用戶在低壓配電網(wǎng)三相中的分布，使得低壓配電網(wǎng)三相不平衡度最優(yōu)。