基于負(fù)荷分類的配網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)模日漸龐大、結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，電力系統(tǒng)運(yùn)行必須做到經(jīng)濟(jì)性和安全性兼顧。這就要求電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度人員隨時(shí)清楚了解電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)水平，以應(yīng)對(duì)電網(wǎng)可能發(fā)生的緊急事件。電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)是輸電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（EMS）和配電管理系統(tǒng)（DMS）高級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ)，高質(zhì)量的狀態(tài)估計(jì)是電網(wǎng)可靠運(yùn)行的重要技術(shù)支撐，也是其他電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用分析軟件的基礎(chǔ)。由于配電網(wǎng)普遍存在三相不平衡，通常具有以輻射狀為主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行結(jié)構(gòu)、極大的系統(tǒng)維度

2、、較高的 R/X比率和較少的量測(cè)值等特點(diǎn)，導(dǎo)致主網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)算法一般無法直接用于配電網(wǎng)絡(luò)中。針對(duì)上述問題，本文在傳統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)算法基礎(chǔ)上，針對(duì)配電網(wǎng)實(shí)時(shí)量測(cè)不足的特點(diǎn)，展開配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)研究。
　　本文主要研究內(nèi)容如下：
　　針對(duì)輸電網(wǎng)單相模型不能直接應(yīng)用于配網(wǎng)的問題，對(duì)配電系統(tǒng)中的主要設(shè)備包括線路、變壓器、負(fù)荷、電容、開關(guān)和刀閘，以及設(shè)備的不同聯(lián)接方式進(jìn)行了詳細(xì)的三相建模。在此基礎(chǔ)上，通過節(jié)點(diǎn)注入模型給出輻射狀配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞?/p>

3、析方法。
　　針對(duì)配網(wǎng)量測(cè)信息少、負(fù)荷數(shù)據(jù)不連續(xù)的問題，本文提出一種非參數(shù)估計(jì)的配電網(wǎng)偽量測(cè)生成方法以補(bǔ)充量測(cè)數(shù)據(jù)。本方法采用加權(quán)Nadaraya-Watson核估計(jì)方法，通過分析現(xiàn)有存量負(fù)荷數(shù)據(jù)，得到概率分布水平，通過回歸等值模型，生成有效歷史預(yù)測(cè)曲線。采用一種高效的二階差分Stirling等距節(jié)點(diǎn)插值方法，生成不同時(shí)刻負(fù)荷值，來解決偽量測(cè)數(shù)據(jù)不連續(xù)的問題。該方法具有很好的預(yù)測(cè)精度，能夠使非量測(cè)點(diǎn)的偽量測(cè)負(fù)荷的準(zhǔn)確度達(dá)到或者接近

4、實(shí)際量測(cè)值，保持負(fù)荷數(shù)據(jù)的連續(xù)性、光滑性和實(shí)時(shí)性，進(jìn)而提高配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)準(zhǔn)確度。
　　針對(duì)目前配電網(wǎng)普遍存在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不足甚至部分區(qū)域無量測(cè)導(dǎo)致狀態(tài)估計(jì)不收斂和精度較差的問題，提出基于布谷鳥搜索算法的負(fù)荷特征提取及 K均值聚類技術(shù)，對(duì)不同類型歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行典型分類的配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)（SE）方法。通過采用改進(jìn)的布谷鳥算法（自適應(yīng)步長）提取負(fù)荷特征，利用 K均值聚類方法對(duì)已進(jìn)行負(fù)荷特征定義的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化分類，以生成負(fù)荷性質(zhì)相近但量

5、測(cè)不足區(qū)域的偽量測(cè)數(shù)據(jù)。同時(shí)針對(duì)量測(cè)不足導(dǎo)致配網(wǎng)不可觀測(cè)，增加計(jì)算復(fù)雜度的問題，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)裁剪的狀態(tài)估計(jì)方法，采用電網(wǎng)等效裁剪的方法，把電網(wǎng)中沒有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)測(cè)量點(diǎn)的部分等效為電氣島。通過對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最小化，使用可計(jì)算的等效電網(wǎng)模型，降低網(wǎng)絡(luò)計(jì)算復(fù)雜度，大幅減少計(jì)算量，提高狀態(tài)估計(jì)的計(jì)算精度及計(jì)算性能。
　　針對(duì)傳統(tǒng)算法處理環(huán)網(wǎng)回路易發(fā)散的問題，提出采用回路分析法進(jìn)行配電潮流計(jì)算，對(duì)回路分析法的道路矩陣、回路支路關(guān)聯(lián)矩陣進(jìn)行了