一种智能低压台区配电网电压稳定性实时监测方法技术

本发明专利技术涉及配电网电压稳定性检测方法的技术领域，更具体地，涉及一种智能低压台区配电网电压稳定性实时监测方法，利用数据采集与监视控制系统SCADA获取低压台区的拓扑结构，所述拓扑结构包括若干不同类型的节点，所述节点分为电源节点、负荷节点、分支节点，从同步相量系统PMU收集各个节点的电压和电流数据，进行节点导纳矩阵的建模，计算节点导纳矩阵、阻抗矩阵和每个负荷节点的阻抗值，根据戴维宁等效原理，计算负荷节点所在低压台区拓扑的其他部分的等值阻抗值，基于阻抗匹配原理，计算每个负荷节点的电压稳定系数，计算出整个低压台区的最小电压稳定裕度，密切关注电压稳定裕度最低的负荷节点以防发生电压失稳。最低的负荷节点以防发生电压失稳。最低的负荷节点以防发生电压失稳。

【技术实现步骤摘要】
一种智能低压台区配电网电压稳定性实时监测方法


[0001]本专利技术涉及配电网电压稳定性检测方法的
，更具体地，设计一种智能低压台区配电网电压稳定性实时监测方法。

技术介绍

[0002]二十一世纪以来，由于能源短缺以及环境污染的问题日益突出，基于可再生能源发电的分布式电源(distributed generator,DG)已广泛集成到电力系统中。但是，由于DG的功率输出具有很强的间歇性和随机性，高渗透率DG的接入给低压配电网的电压稳定性带来了极大的挑战。此外，随着社会经济的不断发展，负荷密度不断增加，这也会影响配电网络中的电压稳定性。还需指出的是，当中压配电网发生故障时，低压台区中的电压稳定性会在故障的后期干扰期间受到很大的影响。综上分析可知，未来的低压配电网将在电压稳定性方面面临若干挑战。
[0003]目前，大部分学术研究和公开专利主要是针对高压输电网的电压稳定性方面，而配电网电压稳定性的研究受到的关注较少。在低压配电网方面，大多数研究人员专注于改善配电网的电压曲线。但是，良好的电压曲线不能保证电压足够稳定，根本原因在于电压幅值并不是电压稳定性的良好指标。此外，有学者提出了用于评估径向配电网电压稳定性的连续潮流方法，但是这些方法需要复杂的非线性迭代计算，计算时间较长，不适合在线实时应用。
[0004]中国专利CN201610165783.8公开了一种输配协同的配网静态电压稳定态势监测方法，本方法通过预测未来多步状态的静态电压态势轨迹，评估输配协同配网静态电压稳定态势，分析轨迹的变化趋势准确判断电压薄弱节点，为预防控制措施的实施提供了参考，但是该方法不能实时监测并反映出低压台区配电网的动态特性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，利用PMU系统和SCADA系统所采集到的数据，提供一种智能低压台区配电网电压稳定性实时监测方法，便于电压稳定裕度不足情况下发出警告，提前做好预防措施，提高电压稳定性。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种智能低压台区配电网电压稳定性实时监测方法，包括以下步骤：
[0008](1)利用数据采集与监视控制系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)获取低压台区的拓扑结构，所述拓扑结构包括若干不同类型的节点，所述节点分为电源节点、负荷节点、分支节点，从同步相量系统(phasor measurement unit,PMU)收集各个节点的电压和电流数据；
[0009](2)利用步骤(1)中采集的拓扑结构和节点的电压和电流数据，进行节点导纳矩阵的建模并计算节点导纳矩阵；
[0010](3)利用步骤(2)中计算得到的节点导纳矩阵，计算阻抗矩阵Z
LL
；
[0011](4)根据采集到的每个负荷节点电压和电流，分别计算每个负荷节点的阻抗值；
[0012](5)根据戴维宁等效原理，根据步骤(3)中的阻抗矩阵Z
LL
，计算负荷节点所在低压台区拓扑的其他部分的等值阻抗值；
[0013](6)基于阻抗匹配原理，根据步骤(5)中的等值阻抗值和步骤(4)中的负荷节点的阻抗值，计算每个负荷节点的电压稳定系数；
[0014](7)根据步骤(6)中每个负荷节点的电压稳定系数计算出整个低压台区的最小电压稳定裕度。
[0015]本专利技术的智能低压台区配电网电压稳定性实时监测方法，利用SCADA获取低压台区的拓扑结构，包括若干不同类型的节点，所述节点分为电源节点、负荷节点、分支节点，从PMU收集各个节点的电压和电流数据，进行节点导纳矩阵的建模，计算阻抗矩阵Z
LL
，计算每个负荷节点的阻抗值和戴维宁等值模型的等值阻抗值，进而计算每个负荷节点的电压稳定系数，根据每个负荷节点的电压稳定系数计算出整个低压台区的最小电压稳定裕度，确定最小电压稳定裕度所在的负荷节点，密切关注该负荷节点，采取针对性措施给予纠正，避免该节点发生电压失稳，确保电能质量满足用户需求、电网高可靠性运行。
[0016]进一步地，步骤(2)中，所述节点导纳矩阵模型为：
[0017][0018]式中：I
G
和I
L
分别为注入到电源节点和负荷节点的电流相量；V
G
和V
L
分别为电源节点和负荷节点的电压相量；Y
GG
是电源节点的等值自导纳；Y
GL
是电源节点与负荷节点之间的等值互导纳；Y
LG
是负荷节点与电源节点之间的等值互导纳；Y
LL
是负荷节点的等值自导纳。
[0019]进一步地，步骤(2)中，Y
GG
、Y
GL
、Y
LG
、Y
LL
按下式计算：
[0020]Y
GG
＝Y
′
GG-Y
′
GT
Y
′
TT-1
Y
′
TG
[0021]Y
GL
＝Y
′
GL-Y
′
GT
Y
′
TT-1
Y
′
TL
[0022]Y
LG
＝Y
′
LG-Y
′
LT
Y
′
TT-1
Y
′
TG
[0023]Y
LL
＝Y
′
LL-Y
′
LT
Y
′
TT-1
Y
′
TL
[0024]式中：Y
′
GG
表示电源节点自导纳、Y
′
LL
表示负荷节点自导纳、Y
′
TT
表示分支节点自导纳、Y
′
GL
表示电源节点与负荷节点之间的互导纳、Y
′
GT
表示电源节点与分支节点之间的互导纳、Y
′
TL
表示分支节点与负荷节点之间的互导纳。
[0025]进一步地，步骤(3)中，节点导纳矩阵模型推导转化为：
[0026][0027]式中，Z
LL
为阻抗矩阵。
[0028]进一步地，所述步骤(4)中，第i个负荷节点的阻抗值为第i个负荷节点采集到的电压与电流的比值，计算方法为：
[0029][0030]式中，Z
L,i
是第i个负荷节点的阻抗；V
L,i
和I
L,i
分别是第i个负荷节点采集到的电压和电流。
[0031]进一步地，所述步骤(5)中，阻抗矩阵Z
LL
按下式计算：
[0032][0033]式中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能低压台区配电网电压稳定性实时监测方法，其特征是：包括以下步骤：(1)利用数据采集与监视控制系统获取低压台区的拓扑结构，所述拓扑结构包括若干不同类型的节点，所述节点分为电源节点、负荷节点、分支节点，从同步相量系统收集各个节点的电压和电流数据；(2)利用步骤(1)中采集的拓扑结构和节点的电压和电流数据，进行节点导纳矩阵的建模并计算节点导纳矩阵；(3)利用步骤(2)中计算得到的节点导纳矩阵，计算阻抗矩阵Z
LL
；(4)根据采集到的每个负荷节点电压和电流，分别计算每个负荷节点的阻抗值；(5)根据戴维宁等效原理，根据步骤(3)中的阻抗矩阵Z
LL
，计算负荷节点所在低压台区拓扑的其他部分的等值阻抗值；(6)基于阻抗匹配原理，根据步骤(5)中的等值阻抗值和步骤(4)中的负荷节点的阻抗值，计算每个负荷节点的电压稳定系数；(7)根据步骤(6)中每个负荷节点的电压稳定系数计算出整个低压台区的最小电压稳定裕度。2.根据权利要求1所述的智能低压台区配电网电压稳定性实时监测方法，其特征在于：步骤(2)中，所述节点导纳矩阵模型为：式中：I
G
和I
L
分别为注入到电源节点和负荷节点的电流相量，V
G
和V
L
分别为电源节点和负荷节点的电压相量，Y
GG
是电源节点的等值自导纳，Y
GL
是电源节点与负荷节点之间的等值互导纳，Y
LG
是负荷节点与电源节点之间的等值互导纳，Y
LL
是负荷节点的等值自导纳。3.根据权利要求2所述的智能低压台区配电网电压稳定性实时监测方法，其特征在于：步骤(2)中，Y
GG
、Y
GL
、Y
LG
、Y
LL
按下式计算：Y
GG
＝Y
′
GG-Y
′
GT
Y
′
TT-1
Y
′
TG
Y
GL
＝Y
′
GL-Y
′
GT
Y
′
TT-1
Y
′
TL
Y
LG
＝Y
′
LG-Y
′
LT
Y
′
TT-1
Y
′
TG
Y
LL
＝Y
′
LL-Y
′
LT
Y
′
TT-1
Y
′
TL
式中：Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国荣，苏博波，戴雄杰，赖奎，黄景云，卢锦祥，黄祥，李卓坚，林浩泉，谭炯照，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司江门供电局，
类型：发明
国别省市：