【技术实现步骤摘要】
基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法及系统
[0001]本专利技术属于适用于预测目的的处理方法或系统
，具体涉及基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法及系统。
技术介绍
[0002]随着分布式电源的接入，电力系统的结构和运行方式越来越复杂，一些脆弱的节点发生故障可能引起级联效应而导致整个系统崩溃。因此，对电压和电流的快速和精确的测量是电力系统安全稳定运行的保障。监控和数据采集，作为传统的系统状态监控技术，由于测量速度慢、分辨率低等问题，已不能满足系统的运行控制要求。同步相量测量单元(Phase Measurement Unit，PMU)能实时测量节点电压、电流相量等信号，每秒可以获取30至120个样本，在配电网状态估计、检测线路故障取得了不错的效果，为电力系统部门及时掌握系统运行状态和异常情况采取必要的控制措施。所有节点都配置PMU能更好的观测各个节点但不满足经济性成本过高，配置复杂，处理数据量过大。因此，在考虑系统完全可观性的情况下，合理安排PMU的位置和数量是PMU最优配置的关键。
[0003]在目前PMU最优配置问题的研究中，学者们往往将系统中各个节点按照相同的脆弱性进行处理，并未考虑各个节点之间的差异性。此外，各个节点的安装成本也是不尽相同的，所以配置时的经济性也要充分考虑。因此，亟需提出一种充分考虑脆弱性和经济性，合理利用有限的计算、处理资源，高效、准确实现PMU最优配置的方案，能够根据实际运行过程中电力系统的变化，及时确定PMU最优配置，从而实现电力系统的安全稳定运行。>
技术实现思路
[0004]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法及系统，充分考虑了脆弱性和经济性的协同影响，高效、准确地实现PMU最优配置。
[0005]本专利技术为了实现上述目的，采用了以下方案：本专利技术提供基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，包括以下步骤：步骤1，将待配置的电力系统中节点的度、连接径向母线的第一个节点、连接负载发电机变压器三种电气设备数量和接近度四个指标作为衡量节点脆弱性的指标；步骤2，基于步骤1的四个指标确定电力系统中每个可配置节点的脆弱性；步骤3，计算电力系统中各个节点的安装成本作为安装成本指标；步骤4，预配置：基于步骤2确定的各节点的脆弱性，将电力系统中脆弱性排在前6~12%的高脆弱性节点作为必需配置的节点；步骤5，基于如下函数对粒子群优化算法的位置更新方式进行改进；；式中，x
gf
为第g个粒子在第f维中的位置，v
gf
为第g个粒子在第f维中的速度；
步骤6，在步骤4预配置的基础上，将那些未被配置节点作为变量；利用步骤5改进的粒子群优化算法基于目标函数F进行寻优计算，从而得到PMU配置的最佳方案；目标函数F为：；式中，为节点i的脆弱性指标；I
i
为安装成本指标矩阵中节点i的安装成本指标；m为节点总数；当节点i安装了PMU，则x
i
为1，否则为0；a、b为常系数，取值均为正数，且b＞a，通过实验确定；其中，步骤5与步骤1~4中的任意步骤均无先后顺序之分。
[0006]优选地，本专利技术提供的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，在步骤5中，惯性权重为：；式中，t
c
和T分别为当前迭代和最大迭代次数。
[0007]优选地，本专利技术提供的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，在步骤5中设置粒子速度在[
‑
4，4]之间。
[0008]优选地，本专利技术提供的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，在步骤4中，基于步骤2确定的各节点的脆弱性由大至小依次配置电力系统10%的高脆弱性节点。
[0009]优选地，本专利技术提供的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，在步骤3中，基于通信设施、网络总线数量和软件成本对PMU安装成本的影响，配置PMU各个节点安装成本构成安装成本指数矩阵。
[0010]优选地，本专利技术提供的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，在步骤3中，对于所有的节点，设PMU基本安装成本为1p.u.；每增加一个与节点i相连的设备，安装成本增加0.1p.u. 。
[0011]优选地，本专利技术提供的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，在步骤6中，推荐取值：a=1，b=2。
[0012]优选地，本专利技术提供的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，在步骤2中，基于步骤1的四个指标构建相应的节点判断矩阵A，对判断矩阵A采用主客观加权法
‑
层次分析法配合熵权法来综合评估各个指标的权重，然后利用TOPSIS确定每个节点的脆弱性。
[0013]进一步，本专利技术还提供基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置系统，包括：指标获取部，将待配置的电力系统中电力系统节点的度、连接径向母线的第一个节点、连接负载发电机变压器三种电气设备数量和接近度四个指标作为衡量节点脆弱性的指标；脆弱性计算部，基于衡量节点脆弱性的四个指标，确定电力系统中每个可配置节点的脆弱性；安装成本矩阵构建部，计算电力系统中各个节点的安装成本作为安装成本指标；
预配置部，基于各节点的脆弱性，将电力系统中脆弱性排在前6~12%的高脆弱性节点作为必需配置的节点；算法改进部，基于如下函数对粒子群优化算法的位置更新方式进行改进；；式中，x
gf
为第g个粒子在第f维中的位置，v
gf
为第g个粒子在第f维中的速度；PMU最优配置获取部，在预配置的基础上，将那些未被配置节点作为变量；利用改进的粒子群优化算法对目标函数F进行寻优计算，从而得到PMU配置的最佳方案；目标函数F为：；式中，为节点i的脆弱性指标；I
i
为节点i的安装成本指标；m为节点总数；当节点i安装了PMU，则x
i
为1，否则为0；a、b为常系数，取值均为正数，且b＞a，通过实验确定；控制部，与指标获取部、脆弱性计算部、安装成本矩阵构建部、预配置部、算法改进部、PMU最优配置获取部均通信相连，控制它们的运行。
[0014]优选地，本专利技术所提供的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置系统，还可以包括：输入显示部，与指标获取部、脆弱性计算部、安装成本矩阵构建部、预配置部、算法改进部、PMU最优配置获取部和控制部均通信相连，用于让用户输入操作指令，并进行相应显示。
[0015]本专利技术所提供的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法及系统，充分考虑电力系统中各节点的脆弱性和经济性，确定各节点的脆弱性，然后通过协同考虑脆弱性和经济性的目标函数和位置更新方式改进的粒子群优化算法，将那些未被配置节点作为变量，将脆弱性在前6~12%的高脆弱性节点作为必需配置的节点，进行寻优计算，得到PMU配置的最佳方案，通过前述过程有效提高了收敛速度并避免了算法在高节点系统陷入局部最优，显著提高了PMU最优配置获取效率，并提高了配置结果的准确性，合理、有效地本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将待配置的电力系统中四个指标作为衡量节点脆弱性的指标；四个指标分别为：节点的度，连接径向母线的第一个节点，连接负载、发电机、变压器三种电气设备数量，接近度；步骤2，基于步骤1的四个指标确定电力系统中每个可配置节点的脆弱性；步骤3，计算电力系统中各个节点的安装成本作为安装成本指标；步骤4，预配置：基于步骤2确定的各节点的脆弱性，将电力系统中脆弱性排在前6~12%的高脆弱性节点作为必需配置的节点；步骤5，基于如下函数对粒子群优化算法的位置更新方式进行改进；；式中，x
gf
为第g个粒子在第f维中的位置，v
gf
为第g个粒子在第f维中的速度；步骤6，在步骤4预配置的基础上，将那些未被配置节点作为变量；利用步骤5改进的粒子群优化算法基于目标函数F进行寻优计算，从而得到PMU配置的最佳方案；目标函数F为：；式中，为节点i的脆弱性指标；I
i
为节点i的安装成本指标；m为节点总数；当节点i安装了PMU，则x
i
为1，否则为0；a、b为常系数，取值均为正数，且b＞a，通过实验确定；其中，步骤5与步骤1~4中的任意步骤均无先后顺序之分。2.根据权利要求1所述的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，其特征在于：其中，在步骤5中，惯性权重为：；式中，t
c
和T分别为当前迭代和最大迭代次数。3.根据权利要求1所述的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，其特征在于：其中，在步骤5中设置粒子速度在[
‑
4，4]之间。4.根据权利要求1所述的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，其特征在于：其中，在步骤4中，基于步骤2确定的各节点的脆弱性由大至小依次配置电力系统10%的高脆弱性节点。5.根据权利要求1所述的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，其特征在于：其中，在步骤3中，基于通信设施、网络总线数量和软件成本对PMU安装成本的影响，配
置PMU各个节点安装成本构成安装成本指数矩阵。6.根据权利要求5所述的基于电力系统脆弱和经济性的PMU最优配置方法，其特征在于：其中，在步骤3中，对于所有的...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐光辉，肖克，邓赟，刘备，李炳辉，张江易，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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