[发明专利]一种感知配电网实时态势的扩展锥方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统稳态分析技术领域，尤其涉及一种用于感知配电网实时态势的采用扩展锥规划的计算方法。

背景技术

随着智能电网的进一步发展，分布式能源逐步接入配电网中，为配电网的运行与规划带来的了巨大的挑战，因此，寻找一种用于感知配电网实时态势的精确方法显得尤为重要。

在电力网络中，配电网量测装置需要在馈线沿线布置，现场环境复杂，维护成本较高。此外，配电网的网架结构变化较快，新建和改建线路多，需要及时安装和调整量测装置，由于成本和工作量限制，事实上都只在部分关键节点安装有量测装置。因此就决定了配电网具有量测量冗余度低的特点，如何获得其它节点的比较精确的运行数据一直是感知配电网实时态势的一大难题。传统的感知配电网态势的方法有等值电阻法、均方根电流法，这两种方法采用的模型比较简单，用不上详细的运行数据，大量的量测数据得不到应用，因此计算精度很差。

公开日为2010年01月27日、公开号为CN101635456A的专利文献公开了名称为一种输配电网联合状态估计方法的技术方案，它包括有如下步骤，首先搜索配电网，把各馈线负荷等值到各出线开关上，再根据配电网的各出线开关对输电网进行至少三次以上的状态估计，然后计算出配电网各出线开关的对称三相出线负荷值及配电网各出线开关的三相不对称出线负荷值，然后再计算输电网母线上所有开关的等值约束值，并将计算结果作为下一次输电网状态估计的母线注入负荷不平衡量参与下一次输电网状态估计，直至其收敛至设定约束值。该技术方案的不足之处在于，一是需要重复多次估算才能得出估算值，因此实时性不好；二是只能减小传统估算方法中输配电网交界上潮流误差，不能提高配电网状态估算中整体估算精度。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种感知配电网实时态势的扩展锥方法，通过建立扩展锥规划模型，算出全网节点的电压幅值和相角等实时潮流结果，达到了感知配电网实时态势的目的，是一种较为精确的感知配电网实时态势的计算方法。

本发明针对现有技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的，一种感知配电网实时态势的扩展锥方法，包括以下步骤：

步骤一，读入网架数据，包括节点和支路的连接关系、安装量测装置的点传回的实时数据、未安装量测装置的点的历史负荷，未安装量测装置的点也称伪量测点；

步骤二，建立规划数学模型，包括目标函数模型、潮流方程等式约束、节点电压和负荷节点的不等式约束，目标函数模型为                                               ，

其中，为状态变量，，为节点电压的幅值，为节点电压相角，为量量测的权重，为量测量的量测值，为量测函数，潮流方程等式约束为，

其中，,为所有节点的集合，分别为时段支路的首、末端电压幅值，为时段支路的首、末端电压相角之差，、表示头结点的有功、无功出力，、表示负荷节点的有功和无功功率，、为节点间互导纳的实部和虚部，节点电压不等式约束是设定节点电压在额定值附近，表达式为，

负荷节点不等式约束包括节点有功功率不等式约束和节点无功功率不等式约束，节点有功功率不等式约束是通过节点的历史负荷数据得到平均负荷，再分别乘以规定系数得到上、下限数据，表达式为，

其中，为负荷节点的集合，节点无功功率不等式约束是通过历史负荷数据得到平均无功功率，再分别乘以规定系数得到上、下限数据，表达式为；

步骤三，分别对潮流方程等式约束及节点电压、节点有功功率、节点无功功率进行二次锥规划处理，得出目标函数模型、等式约束模型和不等式约束组成的状态感知模型，目标函数模型为，

其中，，等式约束模型为 ，

不等式约束为    ；

步骤四，求解状态估算模型，计算出伪量测点的负荷，进而得到配电网节点电压幅值和相角潮流信息，实现感知配电网实时态势。

本方法，首先读入网架数据，包括节点和支路的连接关系、实时量测点的有功和无功功率、节点电压的上、下限，伪量测点的历史负荷曲线，建立扩展锥规划模型，即将目标函数、潮流方程约束、节点电压和负荷节点的有功/无功功率约束描述成扩展二次锥规划模型，从而将求解过程中海森阵的非零元仅集中于旋转二次锥和三角函数方程中，减少了计算复杂度，对非线性潮流等式的处理更为方便，且与模型同样具有良好的求解特性，并能保证解的全局最优性；求解状态估算模型后可求得伪量测点的有功无功负荷，进而算出全网节点的电压幅值和相角等实时潮流结果，达到了感知配电网实时态势的目的。