一种基于多源数据融合的配电网运行拓扑辨识方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A Distribution Network Operation Topology Identification Method Based on Multi-source Data Fusion

【技术实现步骤摘要】
一种基于多源数据融合的配电网运行拓扑辨识方法
本专利技术属于电网运行拓扑
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术采用以下技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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。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a(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。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。4.根据权利要求3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；θi(t)和θj(t)依次为t时刻的节点i和j的电压相位；θi(t-1)和θj(t-1)依次为t-1时刻的节点i和j的电压相位；Ui(t)和Uj(t)依次为t时刻的节点i和j的电压幅值；Ui(t-1)和Uj(t-1)依次为t-1时刻的节点i和j的电压幅值；UN为额定电压；εθ为节点电压的相位波动约束值；εU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＝||Uj(t)-Ui(t)|-|Uj(t-1)-Ui(t-1)||式中：M表示t时刻和t-1时刻节点电压差的变化值。5.根据权利要求4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，通过拓扑变化趋势判据，确定可能发生开关变位的支路，从而形成可能的重构拓扑，其方法如下：当网络中仅有1个联络开关动作...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅睿，袁超，范立新，李辰龙，刘亚南，单华，杨春，杨宏宇，陈燕擎，陈晨，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，国网江苏省电力有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32