一种基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法，包括获取μPMU的实时电压幅值量测数据；建立拓扑变动检测指标并判断拓扑是否发生变动；获取变动后的DSCADA和μPMU量测装置的多个时间断面的量测数据；以残差最小为目标构建多量测断面的混合整数二次规划拓扑辨识模型；采用大M法将所述混合整数二次规划拓扑辨识模型中的非线性项线性化；将所述多个时间断面的量测数据输入线性化的所述混合整数二次规划拓扑辨识模型得到配电网的拓扑结构，很好的利用配电网伪量测量和有限个量测量进行拓扑辨识，解决了现有技术下缺少冗余实时量测数据而无法精确地对配电网拓扑辨识的问题，方法简便，准确度高。

A topology identification method of medium voltage distribution network based on multi measurement section

【技术实现步骤摘要】
一种基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法
本专利技术涉及电力系统配电
，尤其涉及一种基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法。
技术介绍
配电网拓扑辨识技术是配电网状态估计的一个重要应用，正确的拓扑结构是保证配电网安全分析和控制决策的重要基础。配电网线路数目庞大，电网改造频繁，导致配电网拓扑结构经常出现错误，严重影响配电系统的运行和管理。现有的输电网拓扑辨识方法主要有转移潮流法、新息图法、集合论法、人工神经网络算法等，这些方法都依赖于输电网丰富的开关量测信息，然而配电网中线路的量测数据要比输电网少得多，上述方法无法直接应用于配电网的拓扑辨识。故此，急需开发拓扑识别工具，利用配电网有限的量测信息实现配电网拓扑的可靠辨识。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述现有配电网拓扑辨识存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术解决的技术问题是：解决现有技术无法直接应用于配电网的拓扑辨识导致无法实现配电网拓扑可靠辨识的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法，包括获取μPMU的实时电压幅值量测数据；建立拓扑变动检测指标并判断拓扑是否发生变动；获取变动后的DSCADA和μPMU量测装置的多个时间断面的量测数据；以残差最小为目标构建多量测断面的混合整数二次规划拓扑辨识模型；采用大M法将所述混合整数二次规划拓扑辨识模型中的非线性项线性化；将所述多个时间断面的量测数据输入线性化的所述混合整数二次规划拓扑辨识模型得到配电网的拓扑结构。作为本专利技术所述的基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法的一种优选方案，其中：建立的所述拓扑变动检测指标具体为，其中，i表示节点号，N表示节点总数，ΔT表示拓扑变动检测的时间间隔，表示t+ΔT时刻测量得到的节点i的电压幅值，均为N维向量，分别表示t+ΔT时刻N个节点的电压幅值的计算值、有功负荷和无功负荷的量测值，st表示t时刻的网络拓扑结构。作为本专利技术所述的基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法的一种优选方案，其中：获取的所述多个时间断面的量测数据具体包括母线电压、支路的有功、无功功率以及节点的注入功率。作为本专利技术所述的基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法的一种优选方案，其中：构建的所述混合整数二次规划拓扑辨识模型具体为，目标函数：其中，t表示量测断面数，Prt表示第t的量测断面的权重，Φm表示所有量测数据的集合，表示第t个断面的量测数据，表示第i个量测在第t个量测断面的方差，表示第t个时间断面的量测方程，y表示选定的状态变量；约束条件：ct,ij∈{0,1}节点有功和无功伪量测：支路有功和无功量测：母线电压幅值量测：其中，和分别表示节点i在第t的量测断面的有功功率和无功功率的量测值，Pt,ij和Qt,ij分别表示支路i-j在第t个时间断面流过的有功无功功率，和分别表示支路i-j在第t个时间断面流过的有功无功功率的量测值，ct,ij表示支路i-j在第t个量测断面的连接情况，表示第t个时间断面t节点的电压幅值量测，Ut,i表示第t个时间断面t节点的电压幅值，e表示各个量测量的误差。作为本专利技术所述的基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法的一种优选方案，其中：将所述混合整数二次规划拓扑辨识模型中的非线性项线性化具体为，-ct,ij·M≤Pt,ij≤ct,ij·M-ct,ij·M≤Qt,ij≤ct,ij·MUt,i-Ut,j≤(1-ct,ij)M+2(Pt,ijRij+Qt,ijXij)Ut,i-Ut,j≥-(1-ct,ij)M+2(Pt,ijRij+Qt,ijXij)其中，Ui＝Vi2，M是一个任意大的正数。作为本专利技术所述的基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法的一种优选方案，其中：将所述多个时间断面的量测数据输入线性化的所述混合整数二次规划拓扑辨识模型具体为将多断面的有功、无功电压量测数和伪量测数据输入线性化的所述混合整数二次规划拓扑辨识模型中，求得残差加权平方和最小，且满足阈值条件时，得到配电网的拓扑结构。本专利技术的有益效果：本专利技术基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法，通过对模型线性化处理，可以很好的利用配电网伪量测量和有限个量测量进行拓扑辨识，解决了现有技术下缺少冗余实时量测数据而无法精确地对配电网拓扑辨识的问题，方法简便，准确度高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术提供的基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法的方法流程图；图2为本专利技术提供的基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法中线性化混合整数二次项规划模型拓扑识别的具体流程图；图3本专利技术提供的基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法在IEEE-33节点的测试系统图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术的保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。同时在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本专利技术中除非另有明确的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法，其特征在于：包括，/n获取μPMU的实时电压幅值量测数据；/n建立拓扑变动检测指标并判断拓扑是否发生变动；/n获取变动后的DSCADA和μPMU量测装置的多个时间断面的量测数据；/n以残差最小为目标构建多量测断面的混合整数二次规划拓扑辨识模型；/n采用大M法将所述混合整数二次规划拓扑辨识模型中的非线性项线性化；/n将所述多个时间断面的量测数据输入线性化的所述混合整数二次规划拓扑辨识模型得到配电网的拓扑结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法，其特征在于：包括，
获取μPMU的实时电压幅值量测数据；
建立拓扑变动检测指标并判断拓扑是否发生变动；
获取变动后的DSCADA和μPMU量测装置的多个时间断面的量测数据；
以残差最小为目标构建多量测断面的混合整数二次规划拓扑辨识模型；
采用大M法将所述混合整数二次规划拓扑辨识模型中的非线性项线性化；
将所述多个时间断面的量测数据输入线性化的所述混合整数二次规划拓扑辨识模型得到配电网的拓扑结构。


2.根据权利要求1所述的基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法，其特征在于：建立的所述拓扑变动检测指标具体为，






其中，i表示节点号，N表示节点总数，ΔT表示拓扑变动检测的时间间隔，表示t+ΔT时刻测量得到的节点i的电压幅值，均为N维向量，分别表示t+ΔT时刻N个节点的电压幅值的计算值、有功负荷和无功负荷的量测值，st表示t时刻的网络拓扑结构。


3.根据权利要求1所述的基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法，其特征在于：获取的所述多个时间断面的量测数据具体包括母线电压、支路的有功、无功功率以及节点的注入功率。


4.根据权利要求1所述的基于多量测断面的中压配电网拓扑辨识方法，其特征在于：构建的所述混合整数二次规划拓扑辨识模型具体为，
目标函数：
其中，t表示量测断面数，Prt表示第t的量测断面的权重，Φm表示所有量测数据的集合，表示第t个断面的量测数据，表示第i个量测在第t个量测断面的方差，表示第t个时间断面的量测方程，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵健，许栋梁，王炜韬，尤振飞，王小宇，边晓燕，周斌，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：上海;31