[發明專利]一種智能低壓臺區配電網電壓穩定性實時監測方法

在審

• 申請號: 202011242439.7
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112421619A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 趙國榮;蘇博波;戴雄杰;賴奎;黃景云;盧錦祥;黃祥;李卓堅;林浩泉;譚炯照
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司江門供電局
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J13/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉瑤云

本發明涉及配電網電壓穩定性檢測方法的技術領域，更具體地，涉及一種智能低壓臺區配電網電壓穩定性實時監測方法，利用數據采集與監視控制系統SCADA獲取低壓臺區的拓撲結構，所述拓撲結構包括若干不同類型的節點，所述節點分為電源節點、負荷節點、分支節點，從同步相量系統PMU收集各個節點的電壓和電流數據，進行節點導納矩陣的建模，計算節點導納矩陣、阻抗矩陣和每個負荷節點的阻抗值，根據戴維寧等效原理，計算負荷節點所在低壓臺區拓撲的其他部分的等值阻抗值，基于阻抗匹配原理，計算每個負荷節點的電壓穩定系數，計算出整個低壓臺區的最小電壓穩定裕度，密切關注電壓穩定裕度最低的負荷節點以防發生電壓失穩。

技術領域

本發明涉及配電網電壓穩定性檢測方法的技術領域，更具體地，設計一種智能低壓臺區配電網電壓穩定性實時監測方法。

背景技術

二十一世紀以來，由于能源短缺以及環境污染的問題日益突出，基于可再生能源發電的分布式電源(distributed generator,DG)已廣泛集成到電力系統中。但是，由于DG的功率輸出具有很強的間歇性和隨機性，高滲透率DG的接入給低壓配電網的電壓穩定性帶來了極大的挑戰。此外，隨著社會經濟的不斷發展，負荷密度不斷增加，這也會影響配電網絡中的電壓穩定性。還需指出的是，當中壓配電網發生故障時，低壓臺區中的電壓穩定性會在故障的后期干擾期間受到很大的影響。綜上分析可知，未來的低壓配電網將在電壓穩定性方面面臨若干挑戰。

目前，大部分學術研究和公開專利主要是針對高壓輸電網的電壓穩定性方面，而配電網電壓穩定性的研究受到的關注較少。在低壓配電網方面，大多數研究人員專注于改善配電網的電壓曲線。但是，良好的電壓曲線不能保證電壓足夠穩定，根本原因在于電壓幅值并不是電壓穩定性的良好指標。此外，有學者提出了用于評估徑向配電網電壓穩定性的連續潮流方法，但是這些方法需要復雜的非線性迭代計算，計算時間較長，不適合在線實時應用。

中國專利CN201610165783.8公開了一種輸配協同的配網靜態電壓穩定態勢監測方法，本方法通過預測未來多步狀態的靜態電壓態勢軌跡，評估輸配協同配網靜態電壓穩定態勢，分析軌跡的變化趨勢準確判斷電壓薄弱節點，為預防控制措施的實施提供了參考，但是該方法不能實時監測并反映出低壓臺區配電網的動態特性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，利用PMU系統和SCADA系統所采集到的數據，提供一種智能低壓臺區配電網電壓穩定性實時監測方法，便于電壓穩定裕度不足情況下發出警告，提前做好預防措施，提高電壓穩定性。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種智能低壓臺區配電網電壓穩定性實時監測方法，包括以下步驟：

(1)利用數據采集與監視控制系統(supervisory control and dataacquisition,SCADA)獲取低壓臺區的拓撲結構，所述拓撲結構包括若干不同類型的節點，所述節點分為電源節點、負荷節點、分支節點，從同步相量系統(phasor measurementunit,PMU)收集各個節點的電壓和電流數據；

(2)利用步驟(1)中采集的拓撲結構和節點的電壓和電流數據，進行節點導納矩陣的建模并計算節點導納矩陣；

(3)利用步驟(2)中計算得到的節點導納矩陣，計算阻抗矩陣Z_LL；

(4)根據采集到的每個負荷節點電壓和電流，分別計算每個負荷節點的阻抗值；

(5)根據戴維寧等效原理，根據步驟(3)中的阻抗矩陣Z_LL，計算負荷節點所在低壓臺區拓撲的其他部分的等值阻抗值；

(6)基于阻抗匹配原理，根據步驟(5)中的等值阻抗值和步驟(4)中的負荷節點的阻抗值，計算每個負荷節點的電壓穩定系數；