[发明专利]电压暂降监测节点的优化配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网络规划技术领域，特别涉及一种电压暂降监测节点的优化配置方法。

背景技术

电压暂降或下跌是指供电电压有效值在短时间内突然下降又回升恢复的现象。在电网中，这种现象的持续时间大多为0.5秒至1.5秒。国际电气与电子工程师协会将电压暂降定义为供电电压有效值快速下降到额定值的90％至10％，然后回升至正常值附近；而国际电工委员会则将其定义为下降到额定值的90％至1％，持续时间为10毫秒至1分钟。电压暂降的时间过长，会导致设备非正常停机。随着高新科技的不断发展，大量对电压暂降极为敏感的精密设备被广泛应用于各行各业，为人们生产生活带来了极大便利。与此同时，由电压暂降引起的经济损失和用户抱怨等问题也日益凸显。在电网中准确有效地监测电压暂降事件，是客观反应电力用户受电压暂降扰动程度以及合理制定电压暂降治理措施的必要前提。

考虑到成本约束，不可能在所有母线处安装电压暂降监测装置，由此诞生了针对电压暂降监测节点的优化配置方法。电压暂降监测节点的优化配置方法主要思路为：从构建电压暂降监测网络的角度出发，基于系统元件参数和网络拓扑结构，并结合电压暂降产生机理和传播机理，以最少的监测节点构建覆盖整个电网的监测网络。监测节点可观域(MRA，monitor reach area)是指能触发监测装置记录电压暂降事件的短路故障发生区域，传统电压暂降监测节点的优化配置方法基于MRA原理，并假设发生电压暂降时所有短路故障的故障电阻值均为0，将发生短路故障时的节点电压与设定的电压阈值进行比较，构建电压暂降可观性矩阵：

其中，t为短路故障类型，n为电网中设定的短路故障点数量，b为可作为监测节点的节点数量。可观性矩阵P^t中任意元素取值为：

其中，为短路故障点i发生t类短路故障时对应监测节点j的电压幅值，发生非对称性短路故障时取幅值最小一相电压，V_th为预先设定的电压阈值。

定义b维监测位置决策向量：

D＝[d₁ d₂ … d_b]，

监测位置决策向量D中任意元素d_j取值为：

为确保电网中任意位置发生短路故障时，电压暂降事件均能被监测装置记录，则对于可观性矩阵P^t中第i行元素，监测位置决策电量D均须满足以下不等式约束：

以监测节点数量最少为目标，以上式为不等式约束，对该0-1整数线性规划问题进行求解，便能得出传统方法的监测节点优化配置方案。

传统电压暂降监测节点的优化配置方法可概括为如图1所示以最少的监测节点实现其MRA联合覆盖整个电网，其中，M、N为监测节点，f为短路故障点，A为与短路故障点f相邻的节点。然而，按现有方法在电网中配置监测节点，会出现监测盲区。

发明内容

本发明所要解决的是现有的电压暂降监测节点的优化配置方法存在监测盲区的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种电压暂降监测节点的优化配置方法，包括：

基于电网拓扑和系统参数获得临界故障电阻矩阵；

根据故障电阻随机分布特性和所述临界故障电阻矩阵建立不等式约束；

以监测节点数量最少为目标，获得满足所述不等式约束的最优监测节点配置方案。

可选的，所述基于电网拓扑和系统参数获得临界故障电阻矩阵包括：

获得短路故障点的自阻抗以及短路故障点和监测节点之间的互阻抗；

根据所述短路故障点的自阻抗以及短路故障点和监测节点之间的互阻抗，获得发生不同类型短路故障时所述监测节点的各相电压幅值关于所述短路故障点处故障电阻值的函数；

以所述监测节点的各相电压幅值等于预设的电压阈值反解所述监测节点的各相电压幅值关于所述短路故障点处故障电阻值的函数，以获得发生不同类型短路故障时所述短路故障点的临界故障电阻值；

根据发生不同类型短路故障时所述短路故障点的临界故障电阻值构建所述临界故障电阻矩阵：

其中，是所述临界故障电阻矩阵，t是短路故障类型，n是设定的短路故障点数量，b是可作为监测节点的节点数量，所述临界故障电阻矩阵中任意元素取值即为在故障点i处发生t类短路故障时对应监测节点j的临界故障电阻值。