[发明专利]一种配电网电压脆弱区域辨识方法及装置

说明书

本发明涉及一种配电网电压脆弱区域辨识方法及装置，提出母线暂降辨识向量以及线路电压暂降关联向量，迅速判定配电网哪些线路上存在临界点，并基于此提出了确定线路上临界点个数的方法以获得更高的计算效率；在准确获得敏感负荷电压暂降域的基础上，提出了母线电压暂降影响度与线路电压暂降影响度的概念，考虑配电网故障类型分布概率、线路以及母线故障概率以及敏感负荷耐受特性等多个因素，对配电网脆弱性区域进行辨识。

技术领域

本发明涉及配电网保护控制技术领域，更具体地说，涉及一种配电网电压脆弱区域辨识方法及装置。

背景技术

作为最主要的电能质量问题，电压暂降是严重影响配电网供电可靠性的主要因素，特别是给现代园区制造企业造成巨大的经济损失和资源浪费。美国劳伦斯伯克利国家实验室统计数据显示：美国电力用户每年因为供电中断造成的经济损失接近800亿美元。欧盟莱昂纳多电能质量工作组的调查结果显示：欧盟25个成员国因电压暂降和供电中断引起的年经济损失高达930亿欧元。电压暂降给各行业带来了严重的经济损失，甚至造成了极坏的社会负面影响，已成为困扰电网企业和电力用户的严重电能质量问题。

临界距离法是求解配电网中负荷电压暂降域的常用方法，但该方法只适用于辐射状配电网，不适用于网状配电网。故障点法能够同时适用于辐射状配电网和网状配电网，但该方法需要仿真大量的故障点才能保证负荷电压暂降域求解的精度，所以该方法的缺点是给负荷电压暂降域的求解带来了巨大的工作量，特别是当配电网节点数增加时，该方法的适用度更低。此外，随着配电网尤其是现代工业园区配电网重要性负荷增多，使得有效评估配电网电压脆弱区域对保障重要负荷正常运行有着重要意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种配电网电压脆弱区域辨识方法及装置，该方法通过提出母线电压暂降判定向量与线路电压暂降关联向量，可以迅速判定配电网哪些线路上存在临界点以及临界点的个数，并基于此提出确定线路上临界点个数的方法以获得更高的计算效率；在准确获得敏感负荷电压暂降域的基础上，提出母线电压暂降影响度与线路电压暂降影响度的概念，考虑配电网故障类型分布概率、线路和母线故障概率以及敏感负荷耐受特性等因素，对配电网电压脆弱区域进行辨识。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

设计一种配电网电压脆弱区域辨识方法，该方法包括以下步骤：

步骤1)：利用目标配电网结构与参数进行潮流计算，获得故障前各母线的电压信息，并计算目标配电网正序、负序以及零序阻抗；

步骤2)：依次在目标配电网母线上设置短路故障，由此求得敏感负荷母线上的残余电压，并基于此得到母线暂降辨识向量BSI以及线路暂降关联向量LSI；

步骤3)：根据母线暂降辨识向量BSI以及线路暂降关联向量LSI，判断临界点分布情况，并通过残余电压方程以及敏感负荷电压耐受值对临界点的位置进行计算，从而划定敏感负荷的电压暂降域；

步骤4)：获得各敏感负荷的电压暂降域后，根据敏感负荷电压暂降域分布情况进行层级划定，并结合配电网故障类型分布概率、母线以及线路故障概率、敏感负荷电压耐受特性、配电网故障恢复时间，计算母线与线路的电压暂降影响度。

在上述方案中，在所述步骤1)中，计算目标配电网正序、负序与零序阻抗矩阵包括以下步骤：先获取目标配电网的正序线路阻抗、负序线路阻抗、零序线路阻抗、正序对地容抗、负序对地容抗、零序对地容抗并画出相应的等值电路，再通过追加支路法求解目标配电网的正、负、零序阻抗矩阵。

在上述方案中，在所述步骤2)中，根据公式(1)基于各敏感负荷的电压耐受值得到母线电压暂降辨识向量BSI，并根据公式(2)基于母线电压暂降辨识向量BSI得到线路电压暂降关联向量LSI：