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

1、隨著現(xiàn)代經(jīng)濟社會高速發(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)運行必須做到經(jīng)濟性和安全性兼顧。這就要求電網(wǎng)運行調(diào)度人員隨時清楚了解電網(wǎng)當(dāng)前運行風(fēng)險水平，以應(yīng)對電網(wǎng)可能發(fā)生的緊急事件。電力系統(tǒng)狀態(tài)估計是輸電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（EMS）和配電管理系統(tǒng)（DMS）高級應(yīng)用的基礎(chǔ)，高質(zhì)量的狀態(tài)估計是電網(wǎng)可靠運行的重要技術(shù)支撐，也是其他電網(wǎng)高級應(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比率和較少的量測值等特點，導(dǎo)致主網(wǎng)狀態(tài)估計算法一般無法直接用于配電網(wǎng)絡(luò)中。針對上述問題，本文在傳統(tǒng)狀態(tài)估計算法基礎(chǔ)上，針對配電網(wǎng)實時量測不足的特點，展開配電網(wǎng)狀態(tài)估計研究。
　　本文主要研究內(nèi)容如下：
　　針對輸電網(wǎng)單相模型不能直接應(yīng)用于配網(wǎng)的問題，對配電系統(tǒng)中的主要設(shè)備包括線路、變壓器、負荷、電容、開關(guān)和刀閘，以及設(shè)備的不同聯(lián)接方式進行了詳細的三相建模。在此基礎(chǔ)上，通過節(jié)點注入模型給出輻射狀配電網(wǎng)絡(luò)的拓撲分

3、析方法。
　　針對配網(wǎng)量測信息少、負荷數(shù)據(jù)不連續(xù)的問題，本文提出一種非參數(shù)估計的配電網(wǎng)偽量測生成方法以補充量測數(shù)據(jù)。本方法采用加權(quán)Nadaraya-Watson核估計方法，通過分析現(xiàn)有存量負荷數(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)測曲線。采用一種高效的二階差分Stirling等距節(jié)點插值方法，生成不同時刻負荷值，來解決偽量測數(shù)據(jù)不連續(xù)的問題。該方法具有很好的預(yù)測精度，能夠使非量測點的偽量測負荷的準確度達到或者接近

4、實際量測值，保持負荷數(shù)據(jù)的連續(xù)性、光滑性和實時性，進而提高配電網(wǎng)狀態(tài)估計準確度。
　　針對目前配電網(wǎng)普遍存在實時數(shù)據(jù)不足甚至部分區(qū)域無量測導(dǎo)致狀態(tài)估計不收斂和精度較差的問題，提出基于布谷鳥搜索算法的負荷特征提取及 K均值聚類技術(shù)，對不同類型歷史負荷數(shù)據(jù)進行典型分類的配電網(wǎng)狀態(tài)估計（SE）方法。通過采用改進的布谷鳥算法（自適應(yīng)步長）提取負荷特征，利用 K均值聚類方法對已進行負荷特征定義的負荷數(shù)據(jù)進行精細化分類，以生成負荷性質(zhì)相近但量

5、測不足區(qū)域的偽量測數(shù)據(jù)。同時針對量測不足導(dǎo)致配網(wǎng)不可觀測，增加計算復(fù)雜度的問題，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)裁剪的狀態(tài)估計方法，采用電網(wǎng)等效裁剪的方法，把電網(wǎng)中沒有實時數(shù)據(jù)測量點的部分等效為電氣島。通過對目標函數(shù)進行最小化，使用可計算的等效電網(wǎng)模型，降低網(wǎng)絡(luò)計算復(fù)雜度，大幅減少計算量，提高狀態(tài)估計的計算精度及計算性能。
　　針對傳統(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行配電潮流計算，對回路分析法的道路矩陣、回路支路關(guān)聯(lián)矩陣進行了