考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法技术

本发明专利技术公开考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法，包括以下步骤：1)获取电网的基础数据；2)根据电网的基础数据建立低压配电网节点导纳矩阵；3)建立配电网中电源节点、负荷节点、对称电流控制分布式电源及联络节点的量测方程；4)根据量测方程分别建立各类型节点的雅克比矩阵；5)基于指数型权函数、零注入约束条件及对称电流约束条件建立修正方程，更新状态变量x

【技术实现步骤摘要】
考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法


[0001]本专利技术涉及电力系统调度自动化领域，具体是考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法。

技术介绍

[0002]随着电力行业的迅速发展和能源短缺问题的日渐突出，越来越多的分布式电源接入低压配网，对供电结构、供电形式及供电可靠性等带来巨大挑战。而低压配网的三相状态估计是配电管理系统高级应用软件的基础功能，利用冗余的量测数据提高实时信息的准确性和完整性，是低压潮流计算的前提，在配网规划和运行中具有重要作用。
[0003]现有针对含分布式电源的低压配网抗差状态估计研究，大多认为分布式电源通过“三相四桥臂变换器”接入低压配网，即三相四线制接线方式，且采用相间功率和电压控制方法来减少配网三相不平衡度。
[0004]但在实际配网中，为了考虑实现难度、就地消纳和减少投资等因素，目前分布式电源大多通过“三相三桥臂变换器”接入配网，并采用三相对称电流的控制方式。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法，包括以下步骤：
[0006]1)获取电网的基础数据；
[0007]进一步，所述电网的基础数据包括电网的网络结构、电网参数和智能电表的量测量；
[0008]所述网络结构包括电网拓扑连接关系；
[0009]所述电网参数包括电网中线路电阻、电抗和额定电压；
[0010]所述智能电表量测量包括负荷端点三相相对于中性点的有功功率、无功功率、电压幅值/配电变压器低压侧端点三相相对于中性点的有功功率、无功功率、电压幅值、电流幅值/对称电流控制分布式电源端点的两组线有功功率、两组线无功功率、两组线电压。
[0011]2)根据电网的基础数据建立低压配电网节点导纳矩阵；
[0012]进一步，根据电网的基础数据建立低压配电网节点导纳矩阵的步骤包括：
[0013]2.1)计算电网支路i
‑
j中端点j的注入电流I
j
，即：
[0014][0015]式中，I
j
为端点j的注入电流；为端点j的自导纳矩阵；为端点j与端点i之间的互导纳矩阵；为端点j、端点p之间的导纳矩阵；为与j直接相联的端点集合，且
Y
ji
为支路j
‑
i导纳矩阵；Y
jj
为端点并联支路导纳矩阵；V
i
、V
j
、V
p
为端点i、端点j、端点p的电压；I
ji
为流经支路j
‑
i的电流；I
jj
为端点内各节点流出的电流组成的向量；j＝1，2，
…
，N；N为端点总数；
[0016]其中，端点j的自导纳矩阵端点j与端点i之间的互导纳矩阵如下所示：
[0017][0018]2.2)对端点j的自导纳矩阵进行修正，得到：
[0019][0020]式中，为与端点j直接相联的其它端点集合，且
[0021]2.3)建立低压配电网端点导纳矩阵即：
[0022][0023]式中，N为端点总数。
[0024]3)建立配电网中电源节点、负荷节点、对称电流控制分布式电源及联络节点的量测方程；
[0025]进一步，所述配电网中电源节点、负荷节点的量测方程包括等效注入电流量测方程、虚拟注入电流量测方程、电流幅值量测方程、电压幅值量测方程：
[0026]电源节点及负荷节点的等效注入电流量测方程如下所示：
[0027][0028]式中，P
idn
和表示d相相对于中性点n的有功和无功；和f
id
表示电压的实部和虚部；为中性点n电压的实部；f
in
为中性点n电压的虚部；和表示导纳的实部和虚部；表示与端点i相连发接的端点集合，且包含端点i；和表示电压实部和虚部；集合B1＝{a,b,c,n}；
[0029]电源节点及负荷节点的虚拟注入电流量测方程如下所示：
[0030][0031]式中，和表示导纳的实部和虚部；
[0032]电源节点及负荷节点的电流幅值量测方程如下所示：
[0033][0034]式中，为三相电流幅值；
[0035]电源节点及负荷节点的电压幅值量测方程如下所示：
[0036][0037]式中，为节点三相相对于中性点n的电压幅值。
[0038]进一步，所述分布式电源的量测方程包括线功率量测方程、线电压幅值量测方程、对称电流量测方程；
[0039]线功率量测方程如下所示：
[0040][0041]式中，为两相线有功；为两相线无功；和表示电压的实部和虚部；和表示电压的实部和虚部；和表示电压的实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部；集合B
p
＝{a,b,c}；α∈{a,b}；
[0042]线电压幅值量测方程如下：
[0043][0044]式中，表示αc两相线电压幅值。
[0045]对称电流既作虚拟量测也作等式约束，其量测方程如下：
[0046][0047]式中，和表示电压实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部。
[0048]进一步，联络节点的量测方程如下所示：
[0049][0050]式中，和表示导纳的实部和虚部；和表示电压实部和虚部；集合B＝{a,b,c,n}。
[0051]4)根据量测方程分别建立各类型节点的雅克比矩阵；
[0052]进一步，所述各类型节点的雅克比矩阵包括电源节点雅克比矩阵、负荷节点雅克比矩阵、分布式电源雅克比矩阵、联络节点雅克比矩阵；
[0053]所述电源节点雅克比矩阵包括对自身的雅克比矩阵H
ss
(1:14,1:8)，对除自身以外其他节点的雅克比矩阵H
sj
(1:14,1:8)；
[0054]其中，雅克比矩阵H
ss
(1:14,1:8)包括电源的电流幅值对应雅克比矩阵H
ss
(1:3,1:8)、电源的电压幅值对应雅克比矩阵H
ss
(4:6,1:8)、等效电流对应雅克比矩阵H
ss
(7:14,1:8)；
[0055]电源的电流幅值对应雅克比矩阵H
ss
(1:3,1:8)如下所示：
[0056][0057]式中，表示导纳的实部和虚部；表示导纳的实部和虚部；表示电压实部和虚部；集合B
p
＝{a,b,c}；t∈B
p
；
[0058]H
ss
(4:6,1:8)为电源的电压幅值对应雅克比矩阵，具体为：
[0059][0060]式中，表示电压实部和虚部；表示电压实部和虚部；表示电压实部和虚部；表示电压实部和虚部；
[0061]H
ss<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取所述电网的基础数据。2)根据电网的基础数据建立低压配电网节点导纳矩阵；3)建立配电网中电源节点、负荷节点、对称电流控制分布式电源及联络节点的量测方程；4)根据量测方程分别建立各类型节点的雅克比矩阵；5)基于指数型权函数、零注入约束条件及对称电流约束条件建立修正方程，更新状态变量x
(time)
；6)判断是否满足迭代结束条件，若是，则输出状态量，否则，令迭代次数time＝time+1，返回步骤5)。2.根据权利要求1所述的一种考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法，其特征在于，所述电网的基础数据包括电网的网络结构、电网参数和智能电表的量测量；所述网络结构包括电网拓扑连接关系；所述电网参数包括电网中线路电阻、电抗和额定电压；所述智能电表量测量包括负荷端点三相相对于中性点的有功功率、无功功率、电压幅值/配电变压器低压侧端点三相相对于中性点的有功功率、无功功率、电压幅值、电流幅值/对称电流控制分布式电源端点的两组线有功功率、两组线无功功率、两组线电压。3.根据权利要求1所述的一种考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法，其特征在于，根据电网的基础数据建立低压配电网节点导纳矩阵的步骤包括：1)计算电网支路i
‑
j中端点j的注入电流I
j
，即：式中，I
j
为端点j的注入电流；为端点j的自导纳矩阵；为端点j与端点i之间的互导纳矩阵；为端点j、端点p之间的导纳矩阵；为与j直接相联的端点集合，且Y
ji
为支路j
‑
i导纳矩阵；Y
jj
为端点并联支路导纳矩阵；V
i
、V
j
、V
p
为端点i、端点j、端点p的电压；I
ji
为流经支路j
‑
i的电流；I
jj
为端点内各节点流出的电流组成的向量；j＝1，2，
…
，N；N为端点总数。其中，端点j的自导纳矩阵端点j与端点i之间的互导纳矩阵如下所示：2)对端点j的自导纳矩阵进行修正，得到：式中，为与端点j直接相联的其它端点集合，且
3)建立低压配电网端点导纳矩阵即：式中，N为端点总数。4.根据权利要求1所述的一种考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法，其特征在于，所述配电网中电源节点、负荷节点的量测方程包括等效注入电流量测方程、虚拟注入电流量测方程、电流幅值量测方程、电压幅值量测方程：电源节点及负荷节点的等效注入电流量测方程如下所示：式中，P
idn
和表示d相相对于中性点n的有功和无功；和f
id
表示电压的实部和虚部；为中性点n电压的实部；为中性点n电压的虚部；和表示导纳的实部和虚部；表示与端点i相连发接的端点集合，且包含端点i；和表示电压实部和虚部；集合B1＝{a,b,c,n}；电源节点及负荷节点的虚拟注入电流量测方程如下所示：式中，B
p
＝{a,b,c}；和表示导纳的实部和虚部；电源节点及负荷节点的电流幅值量测方程如下所示：式中，为三相电流幅值；电源节点及负荷节点的电压幅值量测方程如下所示：式中，为节点三相相对于中性点n的电压幅值。5.根据权利要求1所述的一种考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法，其特征在于，所述分布式电源的量测方程包括线功率量测方程、线电压幅值量测方
程、对称电流量测方程；线功率量测方程如下所示：式中，P
vαc
为两相线有功；为两相线无功；和f
vα
表示电压的实部和虚部；和表示电压的实部和虚部；和f
vc
表示电压的实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部；集合B
p
＝{a,b,c}；α∈{a,b}；线电压幅值量测方程如下：式中，表示αc两相线电压幅值。对称电流既作虚拟量测也作等式约束，其量测方程如下：式中，和表示电压实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部；和表示导纳的实部和虚部。6.根据权利要求1所述的一种考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法，其特征在于，联络节点的量测方程如下所示：式中，和表示导纳的实部和虚部；和表示电压实部和虚部；集合B＝{a,b,c,n}。7.根据权利要求1所述的一种考虑对称电流控制分布式电源的低压配电网抗差状态估计方法，其特征在于，所述各类型节点的雅克比矩阵包括电源节点雅克比矩阵、负荷节点雅克比矩阵、分布式电源雅克比矩阵、联络节点雅克比矩阵；所述电源节点雅克比矩阵包括对自身的雅克比矩阵H
ss
(1:14,1:8)，对除自身以外其他节点的雅克比矩阵H
sj
(1:14,1:8)；其中，雅克比矩阵H
ss
(1:14,1:8)包括电源的电流幅值对应雅克比矩阵H
ss
(1:3,1:8)、电源的电压幅值对应雅克比矩阵H
ss
(4:6,1:8)、等效电流对应雅克比矩阵H
ss
(7:14,1:8)；
电源的电流幅值对应雅克比矩阵H
ss
(1:3,1:8)如下所示：式中，表示导纳的实部和虚部；表示导纳的实部和虚部；表示电压实部和虚部；集合B
p
＝{a,b,c}；t∈B
p
；H
ss
(4:6,1:8)为电源的电压幅值对应雅克比矩阵，具体为：式中，f
sn
表示电压实部和虚部；f
sa
表示电压实部和虚部；f
sb
表示电压实部和虚部；f
sc
表示电压实部和...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇茹嘉，何艺铭，程石，潘丽珠，颜伟，徐斌，郑国强，王小明，倪静怡，张旭，黄道友，张国宝，王志求，杨易，孟康，乔继欢，曲洪刚，杨洪，毛荀，赵龙，王鑫，
申请(专利权)人：重庆大学国网安徽省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：