一种谐波量测装置的优化配置方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种谐波量测装置的优化配置方法，所述配置方法包括以下步骤：步骤1：对系统的可观性进行分析；步骤2：谐波量测装置的配置依据步骤3：构建关联矩阵；步骤4：设置目标函数；步骤5：针对四种不同情况设定约束条件；步骤6：对模型进行求解，得到配置结果；运用本发明专利技术的谐波量测装置优化配置方法，能够解决目前谐波量测装置的优化配置方案单一，未考虑实际工程中部分节点原已配置有谐波量测装置或量测装置台数有限时如何配置能达到系统可观测范围最大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种谐波量测装置的优化配置方法
本专利技术电能质量分析涉及
，特别是涉及一种谐波量测装置的优化配置方法。
技术介绍
伴随着分布式电源的接入，电网结构出现了巨大的变化，然而分布式电源的接入给配电网带来优势的同时，也带来了新的挑战。分布式电源接入配电网后，会使得系统中发电与用电并存，配电网从原来的放射状结构转变为多电源结构，运行特性呈现出新的特点，导致谐波污染问题愈发严重。对于谐波污染的研究与治理有利于提高电能的生产、传输及使用的效率，延长电气设备的使用时间，以及增强通信设备和电子装置的抗干扰能力等。因此，为了及时有效地解决配电网中的谐波污染问题，对谐波责任进行合理的划分，并对谐波源进行有效的管制与治理，需要对配电网中的谐波源进行有效定位。考虑到含分布式电源配电网的节点较多，且谐波源的分布具有稀疏性和随机性，因此需要结合多节点的谐波量测信息对谐波源进行有效定位。谐波量测装置的安装台数和位置影响着谐波源定位的准确度，然而考虑到经济性，不可能在配电网中每个节点都安装量测装置，因此，开展对谐波量测装置的优化配置的研究十分必要，从而达到以最少经济成本取得较高的谐波源定位准确度的目的。目前研究中对于谐波量测装置的优化配置方案大多是基于系统网络的全局可观而开展的，主要针对相关算法进行了改进，形成的配置方案相对单一，未考虑实际工程中部分节点原已配置有谐波量测装置或量测装置台数有限时如何配置能达到系统可观测范围最大的情况。因此希望有一种谐波量测装置的优化配置方法能够解决现有技术中存在的问题。专利技术内容本专利技术公开了一种谐波量测装置的优化配置方法,所述配置方法包括以下步骤：步骤1：对系统的可观性进行分析；步骤2：谐波量测装置的配置依据步骤3：构建关联矩阵；步骤4：设置目标函数；步骤5：针对四种不同情况设定约束条件；步骤6：对模型进行求解，得到配置结果。优选地，所述步骤1对系统的可观性进行分析包括以下具体步骤：已知电力系统网络的拓扑结构，如果对系统获得的量测量能求解出系统当前的状态，则系统具有可观性，如果电力系统中的每一个节点都是可观的，系统是全局可观，否则系统是非全局可观。优选地,所述步骤3中根据系统的网络拓扑结构获取节点之间的所述关联矩阵B，设系统中有n个节点，若节点i与节点j相连接或者节点i等于节点j，则bij＝1；若节点i与节点j不相连，则bij＝0，其表达式如公式(1)：优选地,所述步骤4设量测装置的成本系数为1，则所述目标函数表示为公式(2)：minz＝x1+…+xj+…+xn(2)其中当xj＝1时表示在节点j处配置一台谐波量测装置；当xj＝0时表示在节点j处不进行配置。优选地,所述步骤5设定约束条件的四种不同情况包括：(1)当要求系统全局可观测，量测装置配置数量不限定时；(2)当系统部分节点已安装有量测装置，需重新进行优化配置时；(3)当量测装置配置台数有限，且要求重要节点可观测时；(4)当已安装部分量测装置，要求更多重要节点可观测而可新增装置台数有限时。优选地，为确保系统的整体可观测性，所述情况(1)时，关联矩阵B中每行的元素加和大于等于1，即与每行节点相连的节点至少需要安装一台量测装置，其约束条件为公式(3)：其中bij表示关联矩阵B中的第i行第j列，x表示待求量，当求得xj＝1时表示在节点j处需要配置量测装置。优选地,在所述情况(2)时设定约束条件为公式(4)：其中bij表示关联矩阵B中的第i行第j列，xk1＝1至xkr＝1表示系统中节点k1至节点kr处共r个原已安装有谐波量测装置，x表示待求量，当求得xj＝1时表示在节点j处需要配置量测装置。优选地，在所述情况(3)时，对关联矩阵B通过所述步骤2的配置依据进行权重排序，得到新的关联矩阵B'，当要求权重系数排前c的节点能观测到，且量测装置配置的台数最多为d个时，其约束条件为公式(5)：其中bcj表示关联矩阵B中的第c行第j列，d表示量测装置配置的台数最多为d个，x表示待变量，当求得xj＝1时表示在节点j处需要配置量测装置。优选地，在所述情况(4)时，原系统已有r个节点安装了量测装置，在要求权重系数排前c的节点能观测到，且量测装置的台数最多共有d个时，其约束条件为公式(6)：其中bcj表示关联矩阵B中的第c行第j列，d表示量测装置配置的台数最多为d个，xk1＝1至xkr＝1表示系统中节点k1至节点kr处共r个原已安装有谐波量测装置，x表示待变量，当求得xj＝1时表示在节点j处需要配置量测装置。本专利技术提出了一种谐波量测装置的优化配置方法，运用本专利技术的谐波量测装置优化配置方法，能够解决目前谐波量测装置的优化配置方案单一，未考虑实际工程中部分节点原已配置有谐波量测装置或量测装置台数有限时如何配置能达到系统可观测范围最大的问题。附图说明图1为本专利技术谐波量测装置的优化配置方法的流程图。图2为专利技术仿真实验的IEEE14节点网络拓扑图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提出了一种谐波量测装置的优化配置方法，针对系统全局可观测；系统部分节点已安装有量测装置，需重新进行优化配置；量测装置配置台数有限且要求重要节点可观测；以及在已安装部分量测装置的基础上要求更多重要节点可观测而可新增装置台数有限这四种情况分别提出了不同的量测装置优化配置方案，在减少量测装置的配置台数的同时尽可能的获得较大的观测区域。如图1所示，谐波量测装置的优化配置方法包括以下步骤：A、系统可观性分析；B、谐波量测装置的配置依据；C、谐波量测装置的配置步骤。步骤A中，系统可观性分析包括：谐波量测装置可以对安装节点处的节点电压、与节点相连接的支路电流进行测量，对量测量进行一系列的计算和分析，可以获得节点谐波电压和支路谐波电流。若已知电力系统网络的拓扑结构，通过从系统获得的量测量能够求解出系统当前的状态，则称该系统具有可观性。如果电力系统中的每一个节点都是可观的，则可以称这个系统是全局可观的，否则称这个系统是非全局可观的。步骤B中，谐波量测装置的配置依据包括：B1、针对电网中节点进行重要性的判断，综合考虑该节点是否接有发电机、重要负荷、非线性负载、新能源电源以及节点之间的关联度等因素，对节点进行权重划分，在权重高的节点处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐波量测装置的优化配置方法，其特征在于，所述配置方法包括以下步骤：/n步骤1：对系统的可观性进行分析；/n步骤2：谐波量测装置的配置依据/n步骤3：构建关联矩阵；/n步骤4：设置目标函数；/n步骤5：针对四种不同情况设定约束条件；/n步骤6：对模型进行求解，得到配置结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种谐波量测装置的优化配置方法，其特征在于，所述配置方法包括以下步骤：
步骤1：对系统的可观性进行分析；
步骤2：谐波量测装置的配置依据
步骤3：构建关联矩阵；
步骤4：设置目标函数；
步骤5：针对四种不同情况设定约束条件；
步骤6：对模型进行求解，得到配置结果。


2.根据权利要求1所述的谐波量测装置的优化配置方法，其特征在于：所述步骤1对系统的可观性进行分析包括以下具体步骤：已知电力系统网络的拓扑结构，如果对系统获得的量测量能求解出系统当前的状态，则系统具有可观性，如果电力系统中的每一个节点都是可观的，系统是全局可观，否则系统是非全局可观。


3.根据权利要求1所述的谐波量测装置的优化配置方法，其特征在于：所述步骤3中根据系统的网络拓扑结构获取节点之间的所述关联矩阵B，设系统中有n个节点，若节点i与节点j相连接或者节点i等于节点j，则bij＝1；若节点i与节点j不相连，则bij＝0，其表达式如公式(1)：





4.根据权利要求1所述的谐波量测装置的优化配置方法，其特征在于：所述步骤4设量测装置的成本系数为1，则所述目标函数表示为公式(2)：
minz＝x1+…+xj+…+xn(2)
其中当xj＝1时表示在节点j处配置一台谐波量测装置；当xj＝0时表示在节点j处不进行配置。


5.根据权利要求1所述的谐波量测装置的优化配置方法，其特征在于：所述步骤5设定约束条件的四种不同情况包括：
(1)当要求系统全局可观测，量测装置配置数量不限定时；
(2)当系统部分节点已安装有量测装置，需重新进行优化配置时；
(3)当量测装置配置台数有限，且要求重要节点可观测时；
(4)当已安装部分量测装置，要求更多重要节点可观测而可新增装置台数有限时。

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【专利技术属性】
技术研发人员：李胜文，常潇，张敏，雷达，高乐，张世锋，宋述勇，樊瑞，李慧蓬，赵军，毛瑞，张旭，徐永海，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：山西;14