智能配电网区域态势要素感知方法及系统技术方案

本发明专利技术属于配电网感知领域，提供了一种智能配电网区域态势要素感知方法及系统。其中，能配电网区域态势要素感知方法，包括实时获取配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据，并从历史数据库中调取设备故障历史数据；基于配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据估计配电网运行状态并输出线路故障报警信息，同时基于设备故障历史数据评估出配电网停电风险以及配电网失负荷运行风险。

【技术实现步骤摘要】
智能配电网区域态势要素感知方法及系统
本专利技术属于智能配电网领域，尤其涉及一种智能配电网区域态势要素感知方法及系统。
技术介绍
智能配电网态势感知是配电系统可靠、经济、安全运行的重要基础，是智能配电网发展的一个新方向。态势感知是指在特定时空下、对动态环境中各元素或对象的觉察、理解，以及对未来状态的预测。电网作为一个超实时的系统，其运行状态复杂多变，同时为了应对元件的N-1事件、短期负荷的波动等情况，减轻多元负荷、各类配电设备故障对配网的影响，亟需进一步提升对配电网运行态势的掌控能力。专利技术人发现，目前多集中在了分布式电源接入后的主动配电网的态势感知，未针对传统配电网进行区域态势要素感知，而且电网运行中发生最多的故障为线路故障，电力自动化系统中积累了大量线路故障相关的历史报警信息，线路故障类型也和故障报警信息的相关性很强，但是调度人员对这些历史数据的利用率不高
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种智能配电网区域态势要素感知方法及系统，其能够对配电网进行区域态势要素感知，掌握配电网运行态势，在一定的时空范围内，认知及理解影响主动配电网运行的多种因素，准确有效地预测配电网的安全运行态势。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一个方面提供一种智能配电网区域态势要素感知方法。在一个或多个实施例中，一种智能配电网区域态势要素感知方法，包括：实时获取配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据，并从历史数据库中调取设备故障历史数据；基于配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据估计配电网运行状态并输出线路故障报警信息，同时基于设备故障历史数据评估出配电网停电风险以及配电网失负荷运行风险。本专利技术的第二个方面提供一种智能配电网区域态势要素感知系统。在一个或多个实施例中，一种智能配电网区域态势要素感知系统，包括：态势要素获取模块，其用于：实时获取配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据，并从历史数据库中调取设备故障历史数据；态势理解模块，其用于：基于配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据估计配电网运行状态并输出线路故障报警信息，同时基于设备故障历史数据评估出配电网停电风险以及配电网失负荷运行风险。本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。在一个或多个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的智能配电网区域态势要素感知方法中的步骤。本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备。在一个或多个实施例中，一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的智能配电网区域态势要素感知方法中的步骤。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：在配电网态势感知中，态势要素的采集通过对外界环境和配电网的运行状态等数据进行收集，提取关键要素主要包括气象要素，配电网运行状态要素，设备健康信息、设备检修计划等设备状态要素，感知配电网的运行状态，基于配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据估计配电网运行状态并输出线路故障报警信息，同时基于设备故障历史数据评估出配电网停电风险以及配电网失负荷运行风险，进行安全风险分析与预警，形成深度的态势感知，实现准确有效预测配电网的安全运行态势的目的。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术实施例的一种智能配电网区域态势要素感知方法原理图；图2是本专利技术实施例的PMU基本框架的结构示意图；图3是本专利技术实施例的面向状态估计的多元混合数据库；图4是本专利技术实施例的风险分析流程；图5是本专利技术实施例的效用理论曲线；图6是本专利技术实施例的自动变步长的方法流程；图7是本专利技术实施例的某市某区域10kv电压等级的配电网。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。实施例一参照图1，本实施例的一种智能配电网区域态势要素感知方法，包括：(1)态势要素获取步骤：实时获取配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据，并从历史数据库中调取设备故障历史数据。微气象数据可从气象数据库内或是采用相关气象传感器获取，比如温度传感器、风力传感器等。配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据等数据可通过以下技术获取：同步相量测量技术(SynchronizedPhasorMeasurements)是电力系统中的一项重要的量测技术，它的诞生得益于全球定位系统(GPS)的出现于电力系统微机保护信号采样及数据处理技术的发展。同步相量测量系统可提供最小同步精度为1μs的三相电压及电流测量值，并附带相角信息，同时同步测量系统或广域监测系统(WideAreaMeasurementSystem,WAMS)也可测量本地频率和频率变化率。在关键节点，该系统还可以定制测量谐波及其他电能质量参数。不同厂商制造的PMU各不相同，因此很难给出一种适用所有PMU厂商的硬件配置。图2给出了PMU基本框架的结构示意图。图2所示结构中，模拟量的输入是从电力系统二次侧的电流和电压互感器采集到的电流和电压信号。PMU同时采集三相电流和三相电压，并可采集一个变电站多条线路的电流和不同母线上的电压。电流和电压输入信号经变换器转变为符合模数转换器要求的电压信号(单位电压通常在±10V范围内)。低通滤波器的截止频率和频率响应由采样频率决定。一般来说，低通滤波器为模拟型滤波器，并且其截止频率小于采样频率的一半，以满足奈奎斯特采样定理的要求。与许多微机保护装置类似，PMU也可采用高采样频率，并同时设计高截止频率的模拟低通滤波器。在这个模拟低通滤波器后，应用数字抽取滤波器将采样数据变换到一个较低的采样频率。这个与模拟低通滤波器相连的数字抽取滤波器构成的混合滤波器不容易受器件老化和温度变化的影响，性能更加稳定。这确保了所有模拟信号在通过这种滤波器时将产生相同的相移和衰减，及不同信号间的相角差和相对幅值保持不变。过采样技术的另一个好处在于：能够把模拟信号采样值全部存储下来，则PMU又可用作高带宽的数字故障录波器。PMU量测具有很多优点：可以量测相角；采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能配电网区域态势要素感知方法，其特征在于，包括：/n实时获取配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据，并从历史数据库中调取设备故障历史数据；/n基于配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据估计配电网运行状态并输出线路故障报警信息，同时基于设备故障历史数据评估出配电网停电风险以及配电网失负荷运行风险。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能配电网区域态势要素感知方法，其特征在于，包括：
实时获取配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据，并从历史数据库中调取设备故障历史数据；
基于配电网各节点量测的负荷、电压与电流数据以及当前微气象数据估计配电网运行状态并输出线路故障报警信息，同时基于设备故障历史数据评估出配电网停电风险以及配电网失负荷运行风险。


2.如权利要求1所述的智能配电网区域态势要素感知方法，其特征在于，所述智能配电网区域态势要素感知方法，还包括：
基于实时负荷量测及最小二乘支持向量机的负荷短期预测方法得到未来时刻的负荷，再采用配电网快速潮流计算得到未来时刻的电气量，基于潮流计算结果计算相关指标，评估未来时刻配电网的运行状态，实现未来态势预测。


3.如权利要求1所述的智能配电网区域态势要素感知方法，其特征在于，在配电网运行状态估计的过程中：
根据配电网参数和量测配置建立混合量测状态估计模型；
判断是否是RTU/FTU采样时刻，若是，结合上一时刻动态状态估计的预测对量测元件量测进行量测等效变换，组成混合量测；否则，在非RTU/FTU采样时刻，根据量测函数将上一时刻动态状态估计的预测值变换为量测预测值，并与PMU实时量测更新组成混合量测，实现状态预报与量测预报的递归转换；
基于混合量测与上一时刻的动态状态估计值进行动态状态估计，输出动态状态估计结果。


4.如权利要求1所述的智能配电网区域态势要素感知方法，其特征在于，在配电网运行状态估计的过程中，利用重复潮流对配电网供电能力进行实时评估：从当前运行点出发，设定步长，按照预设负荷增长模式，不断增大负荷并求取它们的潮流解，直到发生越限为止；其中，将发生越限的临界点所对应的负荷为配电网的当前运行方式所能供应的最大负荷。


5.如权利要求4所述的智能配电网区域态势要素感知方法，其特征在于，在负荷增长过程中，若搜索成功即没有越限发生，...

【专利技术属性】
技术研发人员：安树怀，陈明，魏振，窦王会，赵先超，林柏桦，朱晓东，栾春朋，张楠，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37