本发明专利技术公开了一种适用于辐射状配电网络重构的状态变量敏感度计算方法，该方法包括辐射状配电网络重构有效的开关操作定义；重构后有源网络和无源网络的划分方法；有源网络状态变量敏感度计算方法；无源网络状态变量敏感度计算方法；网络函数估计。所述方法能够准确估计网络重构后节点电压和潮流分布，该方法将配电网分为多个互不影响的子网络，有效减小了单个网络状态方程的维数，从而在保障计算精度的同时，大幅减小了计算量。该方法可用于配电网重构方案选择。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电网络状态变量敏感度计算领域，具体而言，涉及一种适用于辐射 状配电网络重构的网络状态变量敏感度计算方法。
技术介绍
为提高供电可靠性，中压配电网一般设计为网状结构，但是为了减小短路电流、简 化保护方案配置，中压配电网一般开环运行。这种网状设计、开环运行的配电网为网络重构 提供了物理基础。配电网络重构技术是指通过一组开关操作改变配电网的网络结构，实现 在配电网正常运行时，网络损耗最小或不同馈线功率平衡等目标；在配电网发生故障时，实 现负荷转供电，提髙供电可靠性。近年来，随着智能电网的发展，配电网高级自动化技术和 自愈技术得到越来越多的关注和研究，而配电网重构是这些技术的基础。 配电网重构是通过一组配电开关的闭合和开关实现的，在节点较多、规模较大的 配电网中，能够实现配电网重构的开关操作存在多组，每一组开关操作对配电网状态影响 有多大，即配电网对选定的开关操作敏感度如何，需要通过潮流计算网络中各状态变量开 关操作前后的变化。然而对于节点较多的配电网，状态方程维数较高，目前常用的潮流计算 方法计算量较大，另外，变换一组开关操作，又需要重新计算一次，增加了计算量。只有获知 配电网状态变量对开关操作的敏感度后，才能获得网络函数的估计值，从而判断网络重构 后是否存在节点电压、或支路功率越限等情况，从而选取某一目标最优的重构方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了改进上述方法存在的不足，提供一种适用于辐射状配电网络 重构的敏感度计算方法。 ，其特征在于，包括以下 步骤： S1 :确立一组开关操作； S2 :划分有源网络和无源网络，开关操作中原先闭合的联络线断开后，仍然与平衡 节点保持电气连接但状态变量会发生改变的网络为有源网络，开关操作过程中原先闭合的 联络线断开后，失去与平衡节点电气连接的网络为无源网络，所述平衡节点能够维持节点 电压和有功功率平衡，位于变电站母线或者发电机出口处； S3 :求解有源网络状态方程，得到有源网络状态变量敏感度； S4 :求解无源网络状态方程，得到无源网络状态变量敏感度； S5 :根据状态变量敏感度计算网络函数估计值。 进一步的，步骤S1中，所述一组开关操作包括先前闭合的一条联络线路断开、先 前断开的一条联络线路闭合，该开关操作满足操作后配电网维持辐射状，即无环网，同时不 会产生孤网。 进一步的，所述步骤S3中，开关操作后，有源网络状态方程采用增量形式，用下式 表不： sxACT · Δ xACT = Δ seACT ⑴ 式中，sxACT为有源网络状态方程的雅克比矩阵，Λ xACT为有源网络的状态变量增 量，AseACT为功率增量； Λ seACT在a0处等于€_，在aC处等于在其余节点为0,其中，表示 开关操作前闭合联络线上从有源网络侧节点a0流向无源网络侧节点Ρ〇的功率，有源网络 状态变量敏感度即为状态变量开关操作前后增量A XACT。 进一步的，所述步骤S4中，开关操作后，无源网络状态方程采用增量形式，用下式 表 7JK : sxs?s Δχρ? -:^8ep?s ' Δ：'%〇 ' ^pC. (2) 式中，siPAS为无源网络状态方程的雅克比矩阵，Λ xPAS为无源网络的状态变量增 量，AsePAS为功率增量； Λ sePAS在pO处等于在其余节点为〇,其中，表示开关操作前闭合联络 线上从无源网络侧节点P〇流向有源网络侧节点a0的功率，为状态方程对θ pC的偏导 数，为网络函数对Vpc的偏导数，Λ Θ PC和八Vpc为开关操作前断开的联络线无源网络侧 节点pc的结点电压相位和幅值变化量，状态变量敏感度即为状态变量开关操作前后增量 Λ xPAS和PC节点电压相位及幅值增量Λ Θ pC，Λ VpC。 进一步的，所述步骤S5中，开关操作后，网络函数估计值采用相对于状态变量的 一阶估计，其增量形式如下式所示： Δ h = hx · Δ X, (3) 式中，Δ h为网络函数的增量，hx网络函数对状态变量X的偏导数，Δ X为状态变 量增量，即系统状态敏感度。 本专利技术与现有技术相比，其有益效果为，在选定一组开关操作后，将规模庞大的配 电网分成互不联系的有源网络和无源网络，若存在两个平衡节点，其有源网络也被自然分 为两个互不联系的子网络，原先网络之间的联络线用注入功率取代，各子网络独立计算，能 够保证状态变量计算精度，并且有效减小了单个网络状态方程的维数，减小了系统维度，从 而在保障计算精度的同时，大幅减小了计算量。 【附图说明】 图1为本专利技术的流程图； 图2为本专利技术中开关操作示意图； 图3为本专利技术中有源网络和无源网络划分示意图； 图4为本专利技术中计算有源网络状态变量时与无源网络之间联络线功率注入等效 示意图； 图5为本专利技术中计算无源网络状态变量时与有源网络之间联络线功率注入等效 示意图。 【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不 用于限定本专利技术。 如图1所示，，包括如下 依序步骤： 1)确立一组开关操作； 2)划分有源网络和无源网络； 3)对有源网络与无源网络之间的联络线注入功率等效，求解有源网络状态方程， 得到有源网络状态变量敏感度； 4)对有源网络与无源网络之间的联络线注入功率等效，求解无源网络状态方程， 得到无源网络状态变量敏感度； 5)得到全网状态变量敏感度，并用来计算网络函数估计值。 如图2所示，为步骤1)中确立开关操作示意图。确立的开关操作应维持配电网的 辐射状并不会导致孤网。图2中虚线支路1表示可闭合支路，而可断开支路如图中支路2、 3、4、5、6、7所示，即在图2中，闭合支路1，同时断开支路2、 3、4、5、6、7中任意一条支路，均 为有效的一组开关操作。图2中两个平衡节点可以是同一个节点。 如图3所示，为步骤2)中有源网络和无源网络划分示意图。图中网络10和网络 11在开关操作中先前闭合的支路断开前后均与各自平衡节点保持电气连接，但由于开关操 作，其状态变量（即各节点电压）可能会发生变化，因此划分为有源网络。并且网络10和 网络11无电气连接，因此在计算有源网络状态变量敏感度时可分为两组独立的状态方程， 能够有效降低计算量。网络12在开关操作中先前闭合的支路断开后与两个平衡节点均没 有电气连接，因此划分为无源网络。图3中两个平衡节点可以是同一个节点。 如图4所示，为步骤3)中有源网络功率等效示意图。等效功率注入是为了与无源 网络断开连接。图中，支路a0 P0是开关操作中断开的支路，aCpC是开关操作中闭合的支路， 4为开关操作前从节点a0流向p0的功率，功率方向以注入节点为正。按图4等效，开 关操作后，支路aOpO断开，节点a0功率变化量为;由于开关操作后，从有源网络流向 无源网络的功率从支路a0p0转移到支路aCpC，因此节点aC的功率变化量为-其余节 点在开关操作前后功率没有发生变化。 等效后有源网络状态方程增量形式如下式所示。 sxACT 本文档来自技高网...
【技术保护点】
适用于辐射状配电网络重构的状态变量敏感度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确立一组开关操作；S2：划分有源网络和无源网络，开关操作中原先闭合的联络线断开后，仍然与平衡节点保持电气连接但状态变量会发生改变的网络为有源网络，开关操作过程中原先闭合的联络线断开后，失去与平衡节点电气连接的网络为无源网络，所述平衡节点能够维持节点电压和有功功率平衡，位于变电站母线或者发电机出口处；S3：求解有源网络状态方程，得到有源网络状态变量敏感度；S4：求解无源网络状态方程，得到无源网络状态变量敏感度；S5：根据状态变量敏感度计算网络函数估计值。
【技术特征摘要】
1. 适用于辐射状配电网络重构的状态变量敏感度计算方法，其特征在于，包括以下步 骤： 51 :确立一组开关操作； 52 :划分有源网络和无源网络，开关操作中原先闭合的联络线断开后，仍然与平衡节点 保持电气连接但状态变量会发生改变的网络为有源网络，开关操作过程中原先闭合的联络 线断开后，失去与平衡节点电气连接的网络为无源网络，所述平衡节点能够维持节点电压 和有功功率平衡，位于变电站母线或者发电机出口处； 53 :求解有源网络状态方程，得到有源网络状态变量敏感度； 54 :求解无源网络状态方程，得到无源网络状态变量敏感度； 55 :根据状态变量敏感度计算网络函数估计值。2. 根据权利要求1所述的适用于辐射状配电网络重构的状态变量敏感度计算方法，其 特征在于，步骤S1中，所述一组开关操作包括先前闭合的一条联络线路断开、先前断开的 一条联络线路闭合，该开关操作满足操作后配电网维持辐射状，即无环网，同时不会产生孤 网。3. 根据权利要求1所述的适用于辐射状配电网络重构的状态变量敏感度计算方法，其 特征在于，所述步骤S3中，开关操作后，有源网络状态方程采用增量形式，用下式表示： SxACT · A XACT - A S6ACT (1) 式中，sxACT为有源网络状态方程的雅克比矩阵，AXactS有源网络的状态变量增量， Λ seACT为功率增量； Λ seACT在aO处等于，在aC处等于，在其余节点为〇,...
【专利技术属性】
技术研发人员：田兵，许爱东，郭晓斌，董旭柱，雷金勇，于力，吴争荣，王建邦，魏文潇，黄伟，彭飞进，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：广东;44
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