一种基于网络分解的配电网状态估计方法技术

本发明专利技术提供一种基于网络分解的配电网状态估计方法，包括以下步骤：将配电网网络进行分解；子网络状态变量初始化；循环迭代求解；计算约束条件等效量测权重；求解子网络的状态变量；判断是否满足收敛条件，若满足则完成迭代并输出配电网状态估计结果；否则迭代次数自增1并转循环迭代求解。本发明专利技术提升了状态估计算法的适用性，能够对更大规模的网络进行状态估计，通过网络分解，降低了节点导纳矩阵的数据规模，减少了存储空间需求及计算复杂度，对于大规模网络其计算速度较直接计算更加效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种估计方法，具体涉及。
技术介绍
配电网状态估计（Distribution State Estimation,DSE)是一种利用测量数据的 相关性和冗余度，应用计算机技术，采用数学处理的方法来对运行参数进行预测、拟合、纠 错处理，以提高数据的可靠性与完整性，有效获得配电网实时状态信息的方法。 配电网中分布式电源的接入、不对称线路和不平衡负荷，会引起潮流的三相不平 衡；配电网状态估计需要考虑三相不平衡情况。一些文献对配电网状态估计的量测变换、性 能提升进行了研究，具有重要的意义，但都没有进行三相不平衡实验分析。一些文献假设电 压相角在较小范围内变化，采用坐标变换使得雅克比矩阵常数化，具有较快的计算速度，但 仅适用于三相不平衡度较小的轻负荷系统。现有文献中将支路首端功率和支路电流幅值的 平方作为状态变量，简化了量测方程，避免了量测变换，是一种适用以支路电流幅值量测为 主的状态估计方法，实验对象是三相不平衡系统，文中展示了算法性能，但没有给出状态估 计结果。随着配电网网络规模的不断扩大，配电网三相不平衡状态估计还需要进一步深入 地研究。配电网状态估计带来巨大的计算压力，给算法精度、速度、可靠性、收敛性、适应性 带来挑战。 配电网网络规模的增大、三相不平衡计算需求、组成设备的复杂化，使得配电网状 态估计方法面临着失效风险。许怀玉（F. C.Schweppe)等人于1970年提出的最小二乘状态 估计算法对于网络规模较小的配电系统，具有收敛性能好、估计质量高的优点，常作为各种 状态估计算法的比较基准。但对于大规模配电网，如IEEE 123配电网标准算例，经典的加 权最小二乘法不能正确收敛。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于网络分解的配电网状态估计 方法，提升了状态估计算法的适用性，能够对更大规模的网络进行状态估计，通过网络分 解，降低了节点导纳矩阵的数据规模，减少了存储空间需求及计算复杂度，对于大规模网络 其计算速度较直接计算更加效率。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案： 本专利技术提供，所述方法包括以下步骤： 步骤1:将配电网网络进行分解； 步骤2 :子网络状态变量初始化； 步骤3:循环迭代求解； 步骤4 :计算约束条件等效量测权重； 步骤5 :求解子网络的状态变量； 步骤6 :判断是否满足收敛条件，若满足则完成迭代并输出配电网状态估计结果； 否则迭代次数自增1并转步骤3。 所述步骤1包括以下步骤： 步骤1-1 :基于节点分裂法将配电网网络分解为多个子网络，子网络中的根网络 在配电网网络中的位置接近平衡节点，叶网络在配电网网络中的位置远离平衡节点； 步骤1-2 :为叶网络添加理想调压器，理想调压器一端连接分裂节点，另一端连接 无穷大电源； 叶网络在根网络中被等效为点负荷，点负荷的复功率为Sld = _(P+iQ)，其中P和Q 分别为叶网络中无穷大电源输出的有功功率和无功功率；根网络在叶网络中被无穷大电源 与理想调压器的混合模型替代，叶网络中分裂节点的电压幅值等于根网络中分裂节点的电 压幅值。 所述步骤2包括以下步骤： 步骤2-1 :设节点注入电流矩阵IN = 0,求解第一非齐次线性方程组，有： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网络分解的配电网状态估计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：将配电网网络进行分解；步骤2：子网络状态变量初始化；步骤3：循环迭代求解；步骤4：计算约束条件等效量测权重；步骤5：求解子网络的状态变量；步骤6：判断是否满足收敛条件，若满足则完成迭代并输出配电网状态估计结果；否则迭代次数自增1并转步骤3。

【技术特征摘要】
1. 一种基于网络分解的配电网状态估计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤： 步骤1 :将配电网网络进行分解； 步骤2 :子网络状态变量初始化； 步骤3 :循环迭代求解； 步骤4 :计算约束条件等效量测权重； 步骤5 :求解子网络的状态变量； 步骤6 :判断是否满足收敛条件，若满足则完成迭代并输出配电网状态估计结果；否则 迭代次数自增1并转步骤3。2. 根据权利要求1所述的基于网络分解的配电网状态估计方法，其特征在于：所述步 骤1包括以下步骤： 步骤1-1 :基于节点分裂法将配电网网络分解为多个子网络，子网络中的根网络在配 电网网络中的位置接近平衡节点，叶网络在配电网网络中的位置远离平衡节点； 步骤1-2 :为叶网络添加理想调压器，理想调压器一端连接分裂节点，另一端连接无穷 大电源； 叶网络在根网络中被等效为点负荷，点负荷的复功率为Sld = -(Ρ+iQ)，其中P和Q分 别为叶网络中无穷大电源输出的有功功率和无功功率；根网络在叶网络中被无穷大电源与 理想调压器的混合模型替代，叶网络中分裂节点的电压幅值等于根网络中分裂节点的电压 幅值。3. 根据权利要求1所述的基于网络分解的配电网状态估计方法，其特征在于：所述步 骤2包括以下步骤： 步骤2-1 :设节点注入电流矩阵IN = 0,求解第一非齐次线性方程组，有：其中，Yn为节点导纳矩阵，VN为节点电压矩阵；V。为平衡节点连接矩阵，Vs为已知的平 衡节点电压矩阵，D。为理想调压器连接矩阵，Iv为平衡节点的注入电流矩阵，ID为流过理想 调压器的电流矩阵； 对于节点编号为mb的第pb个平衡节点，其平衡节点连接矩阵满足V。(mb，p b) = 1，其它 元素为〇 ;对于连接在支路的第&个理想调压器，nv、为支路两个节点的节点编号， 设理想调压器变比为t，其理想调压器连接矩阵Α(πν， Ρ?) =1，其它元素为 〇 ； 步骤2-2 :初始化负荷电流矩阵L = 0,理想调压器变比矩阵t的所有元素为1，于是即 可得出子网络状态变量初始值x(c0 = [Vn，Iv，ID，Iu t]T。4. 根据权利要求1所述的基于网络分解的配电网状态估计方法，其特征在于：所述步 骤4中，叶网络中等效无穷大电源的有功、无功功率在根网络中被等效为PQ负荷量测，根网 络分裂节点的电压幅值在叶网络中被等效为分裂节点电压幅值，约束条件等效量测权重表 示为：其中为约束条件等效量测权重，为等效量测的误差方差，ms为子网络s的量测 数量，第i个量测的误差服从正态分布为第i个量测的误差方差，Jexp为期望目 标函数值，J(x)为当前的目标函数值，Jexp和J(x)分别表示为： Jexp = C (ms_ns)其中，c为正比例系数，取值为1 ;ns为子网络s的状态变量数量；z为量测向量，h为量 测状态函数，R为量测误差方差阵：对于量测状态函数h，连接在节点1?上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何开元，刘科研，孟晓丽，盛万兴，胡丽娟，贾东梨，刁赢龙，叶学顺，周峰，戴唯，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11