[发明专利]一种基于多源数据融合的配电网运行拓扑辨识方法

权利要求书

1.一种基于多源数据融合的配电网运行拓扑辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：

在配电网安装DSCADA量测装置，在联络开关两端节点和度大于2的多支路节点安装μPMU量测装置；

通过μPMU对其安装节点的电压相位进行量测，构建拓扑变化时刻辨识模型，确定拓扑变化时刻；

基于拓扑变化前后的节点电压变化，构建拓扑变化趋势判据，确定运行状态发生变化的支路范围，枚举出重构后的所有可能的拓扑情形；

将DSACAD和μPMU遥测数据进行融合，构建基于加权最小二乘法的配电网状态估计模型，对所有可能的拓扑进行状态估计；

由节点估计电压相位和μPMU实测电压相位，构建拓扑相似度辨识模型，辨识出实际拓扑；

所述拓扑变化趋势判据如下：

判据1：当只有一个联络开关动作时，可能发生分段开关动作的支路包含在与该联络开关形成环网的所有支路组中，且只有一个分段开关动作；当有N个联络开关动作时，可能发生分段开关动作的支路包含在形成的N个环网的所有支路组中，且每个环网中各有一个分段开关动作；

判据2：某一支路的分段开关的状态发生变换，那么该支路的两端节点的电压幅值和相位，相比于上一时刻变化较大，推导出判据公式如下：

式中：节点i和j是安装μPMU量测装置的节点；θ_i(t)和θ_j(t)依次为t时刻的节点i和j的电压相位；θ_i(t-1)和θ_j(t-1)依次为t-1时刻的节点i和j的电压相位；U_i(t)和U_j(t)依次为t时刻的节点i和j的电压幅值；U_i(t-1)和U_j(t-1)依次为t-1时刻的节点i和j的电压幅值；U_N为额定电压；ε_θ为节点电压的相位波动约束值；ε_U为节点电压的幅值波动的约束值；

判据3：当某支路组内的某一分段开关状态发生变化时，该支路组两端的节点电压幅值之差的变化最大；

maxM＝||U_j(t)-U_i(t)|-|U_j(t-1)-U_i(t-1)||

式中：M表示t时刻和t-1时刻节点电压差的变化值。

2.根据权利要求1所述的基于多源数据融合的配电网运行拓扑辨识方法，其特征在于，所述拓扑变化时刻辨识模型是将配电网某一时刻运行拓扑的辨识问题，转换为确定网络重构时刻，基于原始网络辨识重构后拓扑的问题；

基于μPMU节点电压相位量测构建拓扑变化时刻辨识模型，模型如下：

式中：向量α(t)表示t时刻所有μPMU测量的节点电压相位值所构成的向量，向量的维度等于安装μPMU的节点数；向量a(t-x)表示各安装μPMU的节点在t-x时刻测得的电压相位值构成的向量；x是时间变量；delta(t)为以时间t为变量的1-范数函数；参数w是delta(t)函数的一个时间窗，w越大，t时刻发生网络运行方式的转换时，delta(t)与delta(t-1)值之间的差越大。

3.根据权利要求2所述的基于多源数据融合的配电网运行拓扑辨识方法，其特征在于，将安装μPMU的节点之间除联络开关支路以外的支路定义为一个支路组，将支路组内度为2的节点进行合并，简化配电网络；

同时，拓扑变化需要满足配电网重构的必要条件：

1)为了避免网络出现孤岛运行，在每个支路组中只能打开一个分段开关，即只断开一条支路；

2)当闭合了N个联络开关时，配电网中出现N个环路，只能断开不同环路下各支路组中的N条支路。