[发明专利]一种基于表计配置的有源配电网可观测性分析方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络可观测性分析方法，具体涉及一种基于表计配置的有源配电网可观测性分析方法及系统。

背景技术

通过发展智能配电网自动化，增加对配电网的监控手段，智能地控制和平衡新能源的接入是未来电网发展的重心。而配电网的不可观测性严重制约了配电网自动化及智能电网的发展,因此，需要对配电网的全面可观测性进行研究。但目前对于配电网可观测性算法的研究针对其量测缺乏、测量冗余度较低的特点，为获得可观测性的目的，需要增加伪量测或者配置表计以获得足够的量测量。但从经济性角度考虑,在配电网中大量配置表计来达到传统意义上的可观测性与合实际不符,所以需要寻找有限量测装置的最优配置点,即进行表计的优化配置，来达到可观测性的目。此外，大量分布式电源(Distributed Generation，DG)的引入使得配电网从无源变为有源网络，而分布式电源出力不确定性使配电网系统的监测和控制更加复杂，所以需要提供一种改进的可观测性分析方法与相应的量测优化配置算法。

发明内容

为满足现有技术的需要，本发明提供了一种基于表计配置的有源配电网可观测性分析方法及系统，本发明运用一种启发式表计配置方法配置表计，达到网络的可观测性，并进行优化选择，获得了最优表计配置方案。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种基于表计配置的有源配电网可观测性分析方法，所述方法包括：

步骤1、采集有源配电网络的拓扑结构信息、用户负荷信息和DG信息，用深度优先搜索树算法分别将常规负荷用户节点和光伏发电系统用户节点的平均有功功率作为各自的节点权重形成各自的加权树网络；

步骤2、用网络分割算法将加权树分割成均衡的可观测区域；

步骤3、按在分割子区域之间配置的功率表计，确认满足网络可观测性的表计配置方案。

优选的，所述步骤1中的常规负荷用户节点i的平均有功功率按下式计算：

其中：Q为耗电量，D_m为时间段的天数，所述节点i的权重如式所示，其中，W(i)为用户节点i的耗电量。

优选的，所述步骤1中的光伏发电系统的节点i的平均有功功率按如下步骤确定：

运用拉丁超立方抽样技术按光伏发电系统有功功率概率分布方法抽样；

将抽样数据得出的特定时间内光伏出力的平均有功功率作为节点权重。

优选的，所述光伏发电系统有功功率概率分布方法包括如下步骤：

步骤A、所述光照强度的概率密度函数如下式所示：

式中，r和r_max分别为同一时间段内的实际光强和最大光强，α，β均为Beta分布的形状参数，Γ是Gamma函数；

步骤B、光强Beta分布的形状参数如下式所示：

其中：u为根据光照强度平均值；σ为方差

步骤C、一个太阳能电池方阵总的输出功率P_M如下式所示：

P_M＝r·A·η

其中，M：一个太阳能电池方阵中的电池组数，A_m和η_m分别为每个电池组件的面积和

光电转换效率m＝1,2,…M；式中，A为方阵总面积，如下式所示；η为方阵总的光电转换效率，如下式所示；

步骤D、光伏发电系统输出有功功率概率密度分布如下式所示：

式中，P_t位分布式光伏系统实际输出有功功率，当电池组数为M时，P_t即为步骤C中的P_M，P_max为分式光伏系统最大输出有功功率，u为并网逆变器输出效率。

优选的，所述拉丁超立方抽样包括如下步骤：

将分布函数曲线的纵轴分成与采样规模N相同个数的但不重叠的等间距区间；

每个区间的中点做为采样值Y_K，从每个区间中随机抽取样本；

随机变量X_K的第n个采样值X_kn如下式所示：

式中，F^-1(x)表示概率分布函数的反函数。

网络中的每个节点赋予以负荷平均功率表示的权重后，得原配电网络加权树。

优选的，所述网络分割算法包括如下步骤：