一种三相四线低压配电网的状态估计方法技术

一种三相四线低压配电网状态估计方法，属于配电网的三相状态估计技术领域。本发明专利技术方法利用计算机，通过程序，首先输入采集的任一时间断面的低压配抄表电力数据和网络结构及参数信息并初始化，然后计算节点导纳矩阵和雅可比矩阵常数项部分，接着综合量测方程和T端点零注入等式约束，以电压的实虚部为状态变量，计算不平衡量、指数型权函数及雅可比矩阵，最后更新状态变量，并收敛性判断，实现三相四线低压配电网状态估计。本发明专利技术能独立计算节点有功与无功功率和抑制坏数据对估计结果的不良影响，具有强抗差性和良好的收敛性及数值稳定性等特点。本发明专利技术方法广泛应用于求解三相四线低压配电网的状态估计。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种三相四线低压配电网状态估计方法，属于配电网的三相状态估计
。本专利技术方法利用计算机，通过程序，首先输入采集的任一时间断面的低压配抄表电力数据和网络结构及参数信息并初始化，然后计算节点导纳矩阵和雅可比矩阵常数项部分，接着综合量测方程和T端点零注入等式约束，以电压的实虚部为状态变量，计算不平衡量、指数型权函数及雅可比矩阵，最后更新状态变量，并收敛性判断，实现三相四线低压配电网状态估计。本专利技术能独立计算节点有功与无功功率和抑制坏数据对估计结果的不良影响，具有强抗差性和良好的收敛性及数值稳定性等特点。本专利技术方法广泛应用于求解三相四线低压配电网的状态估计。【专利说明】—种三相四线低压配电网的状态估计方法
本专利技术属于配电网的三相状态估计
，具体涉及一种三相四线低压配电网状态估计方法。
技术介绍
随着经济的发展和人民生活水平的提高，低压配电网电力用户对供电质量提出了越来越高的要求，因此加强对低压配电网的运行监视与控制显得尤为重要。状态估计是能量管理系统的重要组成部分，其结果直接影响电网调度的智能化分析与决策，并为配电管理系统提供可靠而完整的系统运行状态信息，是配电系统分析的数据之源，对配电网安全可靠、优质运行发挥重大作用，有重要的研究价值。对三相四线制低压配电网，长期以来，由于缺少用户电力的实测数据信息，无法进行低压配电网的潮流计算及线损分析，低压配电网状态估计也存在数据不足而实现困难等问题。近年来，智能电网中用户智能电表和配变终端信息采集系统在380/220V的低压配电网中大量推广应用，从而能够同时采集三相电力与电量信息，为低压配电网的用电管理提供充裕的数据支撑，并为低压配电网的状态估计及其基础上的用电监察提供了可能。但至今未见三相四线低压配电网状态估计的研究报道。现有的配电网状态估计方法，如2011年第31卷第19期《中国电机工程学报》中“支持大规模电流量测的配网抗差状态估计方法” 一文，公开的方法是以支路首端功率和支路电流幅值的平方作为待求量，采用指数型状态估计目标函数的抗差估计模型。该方法综合利用了电压幅值量测、功率量测和电流量测，能有效处理辐射电网和弱环网的三相状态估计问题。但该方法的主要缺点是:①要求功率量测成对出现且P、Q量测的权系数相同，影响状态估计结果精度等效复电流量测在迭代过程中变化较大，收敛性差，导致状态估计的计算效率低；③主要适用于以支路电流幅值量测为主的三相三线中、高压配网。在三相四线低压配电网状态估计中，由于线制、量测量、量测方程和约束方程等与现有的三相三线接地配电网状态估计有较大差异，因此方法只能对辐射电网和弱环网的三相三线制配电网进行状态评估，不能对三相四线低压配电网进行状态估计。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有配电网状态估计研究方法的不足，提供了，通过充分利用量测值和合理分配权值，该方法具有强抗差性和良好的收敛性、收敛速度及在线应用前景等特点，且不要求功率量测成对出现以及P、Q量测的权系数相同。本方法充分利用智能电表的电力量测数据，能有效求解三相四线低压配电网的状态估计问题，同时有效抑制坏数据和量测误差对估计结果的影响，改善了三相四线低压配电网状态估计的收敛性能。实现本专利技术目的之技术方案是:一种三相四线低压配电网状态估计方法，利用计算机，通过程序，首先输入数据终端采集到的任一时间断面的低压配抄表电力数据和网络结构及参数信息并初始化，然后计算节点导纳矩阵和雅可比矩阵常数项部分，接着综合考虑相对中性点的注入电流量测方程、中性点的虚拟量测方程、相对中性点的电压幅值量测方程和T端点的零注入等式约束方程，以相对地电压和中性点电压的实虚部为状态变量，应用指数型权函数，计算相应的不平衡量、指数型权函数及雅可比矩阵，最后更新状态变量，进行收敛性判断，来实现三相四线低压配电网的状态估计。所述方法的具体步骤如下:(I)输入基础数据及初始化I)输入基础数据首先输入任一时间断面的低压配总表及各用户分表的瞬时抄表电力数据和网络结构及参数信息。即输入低压配总表在任一时间断面下的瞬时抄表总有功功率和总无功功率以及三相电压幅值和三相电流幅值，各用户分表在同一时间断面下的瞬时抄表各相有功功率和各相无功功率数据以及三相电压幅值，网络结构及参数信息为网络线路电阻、电抗和电纳参数、线路的额定电压、功率基准。2)参数初始化设置η阶单位矩阵IT1 (BP η阶单位矩阵IT1的对角线元素全为1，非对角线元素全为0)，η为状态估计中实际的量测变量个数；初始化最大迭代次数Tmax为40~60 ;收敛精度ε为10_3~10_5及残差方差的检测门滥值Y =5,并设置迭代次数time=l。(2)形成节点导纳矩阵和雅可比矩阵常数项部分第⑴步完成后，计算节点导纳矩阵，计算公式为:【权利要求】1.一种三相四线低压配电网状态估计方法，利用计算机，通过程序，实现三相四线低压配电网的状态估计，其特征在于所述方法的具体步骤如下: (1)输入基础数据及初始化 1)输入基础数据 首先输入任一时间断面的低压配总表及各用户分表的瞬时抄表电力数据和网络结构及参数信息，即输入低压配总表在任一时间断面下的瞬时抄表总有功功率和总无功功率以及三相电压幅值和三相电流幅值，各用户分表在同一时间断面下的瞬时抄表各相有功功率和各相无功功率数据以及三相电压幅值，网络结构及参数信息为网络线路电阻、电抗和电纳参数、线路的额定电压、功率基准； 2)参数初始化 设置η阶单位矩阵R—1，η为状态估计中实际的量测变量个数；初始化最大迭代次数Tmax为40~60 ;收敛精度ε为10_3~10_5及残差方差的检测门滥值Y =5,并设置迭代次数 time=l ； (2)形成节点导纳矩阵和雅可比矩阵常数项部分 第(I)步完成后，计算节点导纳矩阵，计算公式为: 【文档编号】H02J3/00GK103532137SQ201310492987【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日 【专利技术者】颜伟, 段磊, 赵霞, 余娟, 杨焕燕, 王聪 申请人:重庆大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相四线低压配电网状态估计方法，利用计算机，通过程序，实现三相四线低压配电网的状态估计，其特征在于所述方法的具体步骤如下：(1)输入基础数据及初始化1)输入基础数据首先输入任一时间断面的低压配总表及各用户分表的瞬时抄表电力数据和网络结构及参数信息，即输入低压配总表在任一时间断面下的瞬时抄表总有功功率和总无功功率以及三相电压幅值和三相电流幅值，各用户分表在同一时间断面下的瞬时抄表各相有功功率和各相无功功率数据以及三相电压幅值，网络结构及参数信息为网络线路电阻、电抗和电纳参数、线路的额定电压、功率基准；2)参数初始化设置n阶单位矩阵R?1，n为状态估计中实际的量测变量个数；初始化最大迭代次数Tmax为40～60；收敛精度ε为10?3～10?5及残差方差的检测门槛值γ=5，并设置迭代次数time=1；(2)形成节点导纳矩阵和雅可比矩阵常数项部分第(1)步完成后，计算节点导纳矩阵，计算公式为：式中：B1＝{a,b,c,n}，表示端点包含中性点n的电气节点组合，其中a、b、c分别表示abc三相电气节点；x、d、t表示电气节点组合B1中的任一节点；φi为与端点i直接相联但不包括端点i的端点集合；j为端点集合φi中的任一端点；(x∈B1&x≠d)表示端点i中节点d和x之间的并联支路导纳；表示端点i中节点d与端点j中节点t直接相联的支路导纳；表示端点i中节点d对地电容得到的对地并联导纳；自导纳表示与端点i节点d直接相联的所有支路导纳和对地电容导纳之和，互导纳(t≠d)表示端点i中节点d和t之间支路导纳的相反数与端点i且与i直接相联端点节点d和t之间所有支路导纳之和，互导纳(k≠i)则表示端点i和k中节点d和t之间支路导纳的相反数；得到节点导纳矩阵后，计算雅可比矩阵常数项子矩阵，计算公式为：Hij(1:8,1:8)=Gijdt-BijdtBijdtGijdt8×8,d∈B1,t∈B1Hij(9:11,1:8)=[0]3×8---(2)Cij(1:8,1:8)＝Hij(1:8,1:8)????(3)式中：i和j为端点编号；Hij和Cij分别为雅可比矩阵H和C的常数项子矩阵；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；[0]表示全零矩阵，下标3×8表示该矩阵为3行8列；d、t及B1的意义同公式(1)；(3)计算不平衡量和指数型权函数及雅可比矩阵第(2)步完成后，计算三相四线低压配电网中量测量的不平衡量和指数型权函数及雅可比矩阵，具体步骤如下：1)计算不平衡量基于公式(4)计算三相四线低压配电网总表端点s的电流不平衡量和有功功率不平衡量及无功功率不平衡量，计算公式为：式中：BP＝{a,b,c}，表示端点不包含中性点n的电气节点组合，其中a、b、c分别表示abc三相电气节点；d表示电气节点组合BP中的任一节点；B1、t的意义同公式(1)；s表示三相四线低压配电网总表的端点；为包括总表端点s且与其直接相联端点的集合；k为端点集合中的任一端点；Δzs为基于公式(4)计算端点s的电流不平衡量和功率不平衡量；(d∈BP)、和分别为低压配电网总表s相对中性点n的三相电流幅值、三相总注入有功和三相总注入无功的瞬时抄表量测量；和分别为端点k中节点t的电压的实部和虚部；和分别为端点s中节点d的电压的实部和虚部；和分别为端点s的中性点n的电压的实部和虚部；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；基于公式(5)计算三相四线低压配电网用户分表端点i中a、b、c三相节点注入有功功率及注入无功功率的不平衡量，计算公式为：式中：和分别为低压配电网用户分表i中节点d相对中性点n的注入有功和注入无功的瞬时抄表量测量；i表示三相四线低压配电网中任意某个用户分表端点；和(d∈Bp)分别为端点i中节点d的电压的实部和虚部；和分别为端点i的中性点n电压的实部和虚部；Δzi为基于公式(5)计算端点i的节点注入功率的不平衡量；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；为包括端点i且与其直接相联端点的集合；k为端点集合中的任一端点；BP、d、B1及t的意义同公式(4)；基于公式(6)计算三相四线低压配电网用户分表端点i的中性点注入有功功率及注入无功功率的不平衡 量，基于公式(7)计算三相四线低压配电网用户分表端点i中a、b、c三相节点电压的不平衡量，计算公式分别为：Δzi=(U^idn)2-((eid-ein)2+(fid-fin)2),d∈BP---(7)式中：为低压配电网分表i相对中性点n的电压幅值的瞬时抄表量测量；和分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部；Δzi为用户分表端点i计算得到的功率和电压不平衡量；k、BP、d、B1及t的意义同公式(5)；基于公式(8)计算零注入电流端点m中a、b、c三相及中性点注入电流...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜伟，段磊，赵霞，余娟，杨焕燕，王聪，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：