[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

说明书

本发明公开了一种基于多源数据融合的配电网运行拓扑辨识方法，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，构建配电网状态估计模型，对所有可能的拓扑进行状态估计；构建拓扑相似度辨识模型，辨识出实际拓扑，提高了配电网拓扑辨识的可靠性。本发明在单联络开关动作和多联络开关动作情形下具有较好的适用性。

技术领域

本发明属于电网运行拓扑技术领域，具体涉及一种基于多源数据融合的配电网运行拓扑辨识方法。

背景技术

随着智能电网建设的加快推进，配电网系统结构日趋复杂，运行拓扑变化更加频繁。配电网通过实时采集遥信数据，及时掌握网络拓扑变化情况，更新运行拓扑结构。然而配电网DSCADA的遥信数据在采集时常存在误报和未报的情形，且数据源较为单一，生成的网络拓扑的正确性具有较大的不确定性，对配电网运行拓扑的辨识可靠性不高。国内电网拓扑辨识研究大多是针对主网进行分析，对结构复杂的配电网拓扑辨识研究较少。而国外对配电网的拓扑辨识均是基于新型μPMU量测装置展开研究，并没有结合国内配电自动化安装情形，目前尚无适用于国内已安装DSCADA的配电网的拓扑辨识研究方法。

发明内容

本发明的针对现有技术中的不足，提供了一种基于多源数据融合的配电网运行拓扑辨识方法，该方法在配电网安装了配电网数据采集及监视控制系统(DSACAD)，并且在部分节点安装少量微型同步相量量测装置(μPMU)情形下，基于多源数据融合实现配电网运行拓扑辨识。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于多源数据融合的配电网运行拓扑辨识方法，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；联络开关用来联络两个电源，或者两台变压器；

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。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

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α(t-i)表示各安装μPMU的节点在t-i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。

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：