[發(fā)明專利]考慮單線故障多階段大規(guī)模多目標(biāo)PMU優(yōu)化配置方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210489490.0
• 申請日: 2022-05-07
• 公開（公告）號: CN114896745A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹斌;閆彥龍
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/20;H02J3/00;G06F111/04;G06F111/06;G06F113/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種考慮單線故障多階段大規(guī)模多目標(biāo)PMU優(yōu)化配置方法，其特征是，獲取配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，構(gòu)建配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型，包括配電網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點、支路信息；獲取配電網(wǎng)絡(luò)的零注入節(jié)點位置，構(gòu)建零注入節(jié)點矩陣；

根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和零注入節(jié)點矩陣，構(gòu)建配電網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)矩陣；

構(gòu)建配電網(wǎng)絡(luò)的多目標(biāo)同步相量測量單元PMU優(yōu)化配置模型，包括：

在保證配電系統(tǒng)全局可觀測性的約束條件下，以PMU部署費用最少、配電系統(tǒng)觀測冗余最大、PMU單線故障時配電系統(tǒng)失去全局可觀測性的概率最小、PMU單線故障損失最小、配電系統(tǒng)節(jié)點被觀測數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差最小為優(yōu)化目標(biāo)分別構(gòu)建對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)；

采用大規(guī)模多目標(biāo)優(yōu)化算法求解所述配電網(wǎng)絡(luò)的多目標(biāo)PMU優(yōu)化配置模型，得到配電網(wǎng)絡(luò)的PMU最優(yōu)部署方案集；

采用主觀和客觀相結(jié)合的模糊決策方法，從最優(yōu)部署方案集中選擇出一個靈活的多階段PMU部署方案。

2.如權(quán)利要求1所述的考慮單線故障多階段大規(guī)模多目標(biāo)PMU優(yōu)化配置方法，其特征是，所述根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和零注入節(jié)點矩陣，構(gòu)建配電網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)矩陣，包括：

A＝merge(A′,Z)

其中，A′表示系統(tǒng)的原關(guān)聯(lián)矩陣，Z表示系統(tǒng)的零注入節(jié)點矩陣，函數(shù)merge表示一種合并規(guī)則：考慮到IEEE9節(jié)點系統(tǒng)中，4、7、9節(jié)點均為零注入節(jié)點,如果已知節(jié)點1、5、6中的兩個節(jié)點的電壓，則可以在節(jié)點4處應(yīng)用KCL定律估計第三個節(jié)點的電壓,基于這一結(jié)論，零注入節(jié)點能夠與任何連接到它的節(jié)點合并，則將節(jié)點4向節(jié)點1、節(jié)點7向節(jié)點2、節(jié)點9向節(jié)點3合并；

所述配電系統(tǒng)的原關(guān)聯(lián)矩陣A′的元素a′_ij取值：若節(jié)點i與節(jié)點j相連則取值為1，否則為0，對角線元素規(guī)定為1；所述零注入節(jié)點矩陣Z的元素z_i取值：若節(jié)點是零注入節(jié)點，則取值為1，否則為0；所述函數(shù)merge的功能：將零注入節(jié)點與連接到它的節(jié)點之一合并；

所述關(guān)聯(lián)矩陣A由A′將所有零注入節(jié)點合并后得到，其元素a_ij取值與a′_ij規(guī)則相同。

3.如權(quán)利要求1所述的考慮單線故障多階段大規(guī)模多目標(biāo)PMU優(yōu)化配置方法，其特征是，以配電網(wǎng)絡(luò)PMU部署費用最少構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，具體為：

s.t.AX≥b

其中，N表示配電系統(tǒng)中的節(jié)點總數(shù)；w_i表示在節(jié)點i上部署PMU的成本；x_i表示第i個節(jié)點配置PMU的狀態(tài)變量，其值為0時，表示第i個節(jié)點處沒有配置PMU，其值為1時，表示第i個節(jié)點處有配置PMU；b表示長度為N且所有元素都為1的列向量。

4.如權(quán)利要求1所述的考慮單線故障多階段大規(guī)模多目標(biāo)PMU優(yōu)化配置方法，其特征是，以配電系統(tǒng)觀測冗余最大構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，具體為：

其中，S表示部署PMU的節(jié)點集；d_i表示連接到節(jié)點i的支路數(shù)。

以PMU單線故障時配電系統(tǒng)失去全局可觀測性的概率最小構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，具體為：

其中，l表示配電系統(tǒng)部署PMU的數(shù)量；c_i表示部署在第i個節(jié)點的PMU發(fā)生故障時系統(tǒng)的狀態(tài)變量，其值為1時，表示系統(tǒng)仍然全局可觀測，其值為0時，表示系統(tǒng)不全局可觀測。

5.如權(quán)利要求1所述的考慮單線故障多階段大規(guī)模多目標(biāo)PMU優(yōu)化配置方法，其特征是，以PMU單線故障損失最小構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，具體為：

其中，D_ij表示當(dāng)部署在第i個節(jié)點的PMU發(fā)生故障時，第j個節(jié)點的狀態(tài)變量，其值為1時，表示第j個節(jié)點仍然可觀測，其值為0時，表示第j個節(jié)點不可觀測。

以配電系統(tǒng)節(jié)點被觀測數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差最小構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，具體為：

其中，o_i表示第i個節(jié)點被觀測的次數(shù)。