[发明专利]一种基于PMU的配电网实时分布式状态估计及PMU的优化配置方法

说明书

本发明涉及一种基于PMU的配电网实时分布式状态估计及PMU的优化配置方法。主要是利用最小均方差估计算法(MMSE)与潮流模型作为核心计算得到分布式电网状态估计量；利用遗传算法作为核心计算得到PMU配置位置优化方案。实时PMU状态估计方法在分布式电网的潮流快速变化中，计算得到较准确的电压、相角估计值，保证电力系统的稳定运行与调控；通过遗传算法优化PMU配置位置，减小状态估计误差。该状态估计及其优化方法能提高在含有分布式电能资源的电网中状态估计的精度，使电网中风能、光伏发电产生的电压快速波动问题对状态估计产生的影响得到解决。

技术领域：

本发明涉及电力系统状态估计的技术领域，特别涉及基于PMU的含分布式电能资源的电网状态估计及其优化方法。

背景技术

目前随着电力电力系统的调度自动化水平越来越高，加强实时数据库的可靠性和准确性成为对电网实施有效控制与操作的前提。但配网遥测设备经常受随机误差、仪表误差和模式误差的干扰而导致数据不准，直接利用仪器传送上来的数据进行计算不能满足要求。

就目前而言，各区域电网的调度中心拥有并维护着所辖电网的详细参数。各调度中心都针对所辖区域内的电网建立了较为详细的电力系统模型，而对相邻电网的模型则在一定程度上进行简化和等值，并在此系统模型的基础上进行计算机仿真，这样就为电力调度与电网监控提供了重要依据。上述简化等值的方法克服了由于电力系统数据资源广域分布所带来的数据难以收集的困难，降低了系统仿真的复杂程度，对于联系不太紧密的子网在一定的精度范围内能够满足实际工程需要，但简化等值模型的适用范围有限。

输电网一般三相平衡且对称，有很多的量测仪表，环网结构，而配电网网络拓扑为放射状，在正常运行时是开环，只有在倒换负荷或发生故障时才有可能出现环网运行情况。配电网的另一个特点是配电线路的总长度较输电线路要长且分支较多，配电线的线径比输电网细，导致配电网r/x比较大，且线路的充电电容可以忽略。有单相、双相、三相不对称负荷，量测仪表相对不足，状态估计需要预测的负荷数据才行。配电网自身的特点决定网络雅克比矩阵的条件数增大，呈现不同程度的病态特征，传统的输电系统的状态估计方法如快速分解状态估计法来计算配电网时收敛效果都不好。

在大电网供电的基础上，在配电系统靠近用户侧引入容量不大的分布式电源供电，可以综合利用现有资源和设备，向用户提供可靠和优质的电能。当在配电系统中引入分布式电源形成分布式发电系统后，引起了配电线路中传输的有功和无功功率的数量和方向的改变，配电系统成为了一个多电源的系统，而且不一定能维持严格的辐射型结构。因此需要对现有的配电网状态估计算法进行改造和调整。

为了解决目前功率预测方法仍存在的较大误差难以满足高精度系统状态估计要求的问题，应用同步相量测量(PMU)装置实现区域电网状态估计的研究逐步增多，一些研究提出了诸如利用PMU装置和SCADA系统混合估计、PMU测量信息结合节点净功率预测等解决方法，但由于PMU装置高昂的价格等实现困难的原因制约了这些方法的应用。

因此，若能设计一种能对分布式电网进行实时状态估计的方法，同时通过优化，高效利用PMU装置测量信息实时并且高精度测量电压幅值与相角的优点，将能保证电力系统在接入分布式电能资源后的稳定运行，提高状态估计的精度。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于PMU的配电网实时分布式状态估计及PMU的优化配置方法。该方法能够高效利用PMU装置测量信息实时并且高精度测量电压幅值与相角的优点，能提高接入分布式电能资源后状态估计的精度。

本发明可通过以下的技术方案加以实现：

一种基于PMU的配电网实时分布式状态估计及PMU的优化配置方法，其特征在于，

步骤1、通过随机抽样得到电网的电阻、电抗；并定义节点有功功率、无功功率服从高斯分布，将二者的标准差设为定值，对其平均值进行随机抽样，得到有功，无功功率高斯分布函数；根据前推回代法计算配电网实际潮流、幅值与相位；