考虑分布式电源不确定性的配电网改进仿射状态估计

以较低电压等级连接到电网的分布式电源的数量不断增加,其出力的间歇性和随机性给配电网准确的态势感知带来挑战.首先,利用测量不确定度传播理论建立含微型同步相量测量单元生成伪测点的模型,提高了基于支路电流状态估计的精度.然后,考虑分布式电源不确定性并进行仿射建模,结合配电网运行特征,提出一种适用于仿射运算的量测变换策略,减少新增噪声元并降低了运算复杂性.采用改进的仿射运算方法对建立的仿射状态估计模型进行有效求解,保证了解的完备性并降低了保守性.最后,通过算例的仿真分析验证了所提算法的有效性.     

含多类型分布式电源的主动配电网分布式三相状态估计

提出一种含多类型分布式电源(DG)的主动配电网分布式三相状态估计方法。首先,建立了DG并网的三相模型,将DG并网分为直接并网和经脉宽调制换流器并网两类。选取交流节点的电压、DG的运行状态为状态变量,采用加权最小二乘求解。对于未配置实时量测的DG,提出了一种添加伪量测的可行方案,以提高网络的可观测性。进一步,为提高主动配电网状态估计的计算效率与数值稳定性,提出一种扩展分区、将外网边界状态量估计值作为本区域伪量测的分布式状态估计方法。最后,实际的算例分析验证了所提方法的有效性。     

含分布式电源接入配电网的电压暂降状态估计

提出了一种基于奇异值分解算法的电压暂降状态估计新方法,该方法属于数值解法,具有计算复杂度小、历时少等优点,且较ANN和GA等算法此方法不需要迭代,没有收敛性问题。基于软件DIg SILENT针对有分布式电源接入的配电网电压暂降状态估计进行仿真分析验证。结合多个算例仿真分析了同步机型DG和逆变机型DG及其不同控制策略与DG出力对电压暂降状态估计产生不同程度的影响,验证结果表明分布式电源接入不同并网方案能在相应程度上缓解电网的电压暂降问题。     

计及分布式电源接入的配电网状态估计

为适应分布式电源接入量测配置较少配电网的需要,基于风电和光伏发电系统的功率预测,提出将分布式电源预测有功功率和“虚拟”无功功率作为伪测量建立带等式约束条件的加权最小二乘状态估计模型。模型中计及异步风力发电机的无功-电压特性对雅克比矩阵进行修正,利用光伏发电系统零无功注入等式约束修正估计结果。基于奇异值分解求解建立的模型以保证状态估计的数值稳定性。通过对IEEE33节点算例的仿真计算,结果表明所建的模型将分布式电源自身特性与加权最小二乘状态估计有效融合,能够更准确反映分布式电源出力状态,从而在不增加量测装置     

配电网状态估计综述

配电网状态估计为配电管理系统(DMS)提供了完整可靠的信息,是配电网其它高级应用的前提。首先介绍了估计算法的基本原理,并从最小二乘、抗粗差和分布式电源接入三方面梳理了国内外配电网状态估计的研究现状,最后总结了高维度多功率流向的主动配电网状态估计面临的关键问题,对今后的研究热点与发展进行了展望。     

配电网状态估计研究综述

配电网状态估计是配网管理系统的重要组成部分,本文对配电网状态估计问题研究的现状进行了总结和分析。主要论述了配电网中最小二乘估计器和抗差估计器的研究情况,讨论了分布式电源接入配电网后传统状态估计功能所面临的挑战,并对进一步值得研究的方向进行了展望。     

考虑分布式电源出力不确定性的主动配电网量测配置

分布式电源(DG)的接入及网络结构的变化,使得主动配电网(ADN)的状态估计及量测配置更加复杂。在考虑DG出力不确定性的基础上,建立了兼顾经济性和多种网络结构估计精度的多目标量测配置模型;以高斯混合模型(GMM)模拟DG出力的不确定性,并利用量测协方差矩阵的非对角元素表征DG间出力的相关性;基于层次分析法(AHP)确定量测配置费用和含环网的多种网络结构的目标权重,并利用贪婪算法确定ADN的量测配置方案。IEEE 33节点配电系统和119节点配电系统的仿真结果验证了文中方法的有效性和可行性。     

考虑分布式电源的配电网优化规划

分布式电源（DG）的发展给配电网络规划带来了新的挑战。考虑负荷增长,从供电公司的角度,以DG接入投资、线路投资以及电网有功损耗最小为目标函数,建立了配电网节能减损的规划模型,充分利用配电网正常运行呈辐射状网络的特点,采用启发式方法对含DG的配电网进行规划,通过模糊评估算法分析了DG接入对配电网运行带来的影响,进而引入协调系数,对目标函数进行优化。算例计算结果验证了所提出的模型和算法的有效性。     

一种含分布式电源的中低压配电网状态估计方法研究

为解决含分布式电源的中低压配电网中三相不平衡的状态估计问题,提出一种含分布式电源的中低压配电网状态估计方法。在包含分布式电源的中低压配电网中引入变压器等值模型,以节点注入电流方程为基础,建立了可同时处理三相三线制和三相四线制量测量的量测方程,扩大了其实用范围并提高了对系统的估计精度。其次,将直角坐标下线性零注入约束作为等式约束条件加入中低压配网状态估计模型中,使节点注入功率严格为零,并使计算过程得到简化。最后,采用细菌群体趋药性算法(BCC)对该模型进行状态估计。IEEE13节点修正系统算例的仿真结果验证了所提方法的有效性,且表明该方法具有良好的估计精度和收敛性。     

区域配电网实时状态估计器及其性能分析

设计了一种基于贝叶斯理论的区域配电网状态估计器,以解决随机性分布式电源接入区域配电网和测量装置数量有限给配电网状态估计带来的困难。首先依据前推回代潮流计算方法建立了配电网电压估计模型,应用贝叶斯理论设计了状态估计器,理论分析了改变监测装置位置和利用不同监测装置信息估计节点电压的影响。通过在IEEE 33节点配电系统仿真验证了文中所提出方法的正确性和有效性。进一步仿真分析了节点注入功率波动方差和测量装置位置对估计精度的影响,给出了监测装置的位置优化结果。文中为高渗透率分布式电源接入的区域配电网状态估计提供了理论和实用方法。     

考虑虚假数据注入攻击的有源配电网分布式状态估计

状态估计作为保障电网监测数据质量的关键一环,可为能量管理系统提供可靠的数据基础。考虑到有源配电网量测误差大、易遭受网络攻击等问题,文中研究了计及虚假数据注入攻击的有源配电网分布式状态估计方法。首先,各子区域根据自身量测进行状态估计,并利用平均一致性算法获取全局信息对内部状态量进行修正,实现完全分布式状态估计;其次,在子区域状态估计中引入权函数动态修正目标极值函数的权重矩阵,增强状态估计的抗差性能;然后,在边界节点和易受到虚假数据注入攻击的节点配置同步相量测量单元,提高辨识虚假数据攻击的能力;最后,利用IEEE 118节点配电网系统进行算例仿真验证。试验结果表明,文中所提状态估计方法不仅可以有效减小估计误差,还能准确辨识虚假数据注入攻击,提高了状态估计的精度和辨识虚假数据注入攻击的能力。     

基于拉格朗日松弛技术的复杂有源配电网分布式状态估计

为了提高复杂有源配电网状态估计问题的计算速度,提出了一种基于拉格朗日松弛技术的复杂有源配电网分布式状态估计方法。建立了复杂有源配电网分区模型,该模型从复杂有源配电网的量测配置情况和分布式并行计算效率角度出发,综合考虑了分区后各子区域的计算速度与精度,利用拉格朗日松弛技术将分区问题中的约束条件吸收到目标函数中,降低了分区模型的求解难度。通过网络解耦技术使各子区域相对独立,可在分布式并行环境下求解该网络的状态估计问题。各子区域选取指数型目标函数状态估计模型,该模型能够自动排除不良数据影响,在保证结果精度的同时有效减小了所求问题的系统规模和雅可比矩阵阶数,提高了状态估计算法效率。仿真算例结果表明,所提方法可实现对复杂有源配电网的合理分区,有效提高了状态估计的计算速度。     

用于配电网分布式抗差状态估计的自动分区

网络分区是进行配电网分布式状态估计的基础。分析配电网的网络结构特点,从各分区计算量均衡的角度出发,借助图论中网络的快速搜索能力,通过编程对配电网进行自动分区,从而实现状态估计的并行计算。为改善状态估计算法的抗差性,采用指数表达的权重系数,在迭代过程中降低不良数据在目标函数中权重值,从而减少不良数据对目标函数和估计结果的影响。这种基于分区的配电网分布式抗差状态估计算法可以实现对配电网的自动合理分区,有效地提高状态估计的计算速度,改善了算法对量测量的抗差性。通过IEEE-118节点算例的计算分析,说明了算法的可行性。     

含逆变型分布式电源的花瓣型配电网故障定位策略研究

针对含逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation, IIDG)的花瓣型配电网的故障定位问题,文中提出了一种基于电气参数的综合故障定位方法,可用于解决三种不同类型的故障问题。对于两相短路故障,采用基于负序电流相位差的故障线路识别方法;针对单相接地故障,基于零序分量推导出测距方程,并利用区段线路长度约束排除虚假根,准确确定实际故障位置;对于对称故障,利用多线路正序电流的相位和幅值来确定故障位置;利用PSCAD/EMTDC系统对所提出的方法在不同故障情景下进行了故障距离和接地电阻测试。结果表明,与其他方法相比,所提方法定位精度更高,在不同故障类型下的定位误差不超过1%,从而验证了该方法在含IIDG的花瓣型配电网中具有更高的精度和抗故障能力。     

自适应抗差理论在配网状态估计中的应用

提出了一种基于自适应抗差理论的配电网状态估计算法。该方法首先对生数据进行预处理,然后基于抗差原理,利用权因子把一般性的M估计转换为加权最小二乘法,并将权系数和余差联系起来,有效地解决了常规加权最小二乘法中,由于常数权系数所导致的,对粗差处理能力不足的问题。将该方法应用于一个实际配电网络的状态估计当中,结果表明该方法可以有效减小或消除量测量中粗差的影响。     

基于分区解耦的配电网状态估计的分布式并行计算

以全量测配置为边界对配电网馈线进行解耦分区,把分区作为独立的分析单元对状态估计进行分块处理,并采用基于支路电流的量测变换技术对配电网的单分区进行状态估计。同时,构建了分布式并行计算的分层结构,引入基于消息中间件ZeroMQ技术,采用不同类型套接字的组合实现分布式系统内部的N-N高效通信。并在分布式并行计算平台上以分区状态估计为子任务,实现全网状态估计的分布式并行计算。算例分析表明：在配电网规模达到500节点及以上时,采用所提出的状态估计分布式架构进行计算具有明显的速度优势。     

离散学习优化算法在含分布式电源的配网重构中的应用

灵活的网架重构作为主动配电网的重要特征,利于高效消纳分布式能源。传统的数学规划方法难以求解非凸的含分布式电源的配电网重构问题。为此,提出了一种离散学习优化算法(DLOA),并将其应用于有源配电网重构问题。所提方法主要包括三个模块:学习优化算法、离散策略以及拓扑结构分析技术。其中,学习优化算法作为程序优化的核心,离散策略用于确定配电网线路的开闭状态,拓扑结构分析技术则用于分析配电网的网架结构。通过33节点测试系统验证离散学习优化算法的有效性,算例分析表明,所提方法能够有效求解高度非凸的含分布式电源的配电网重构问题。     

一种配电网状态估计算法的研究

针对配电网管理系统开发一种性能优良的状态估计算法。采用配电网潮流算法中较为出色的ZBUS法作为基础的潮流算法 ,并以基于负荷电流的量测变换方法来处理量测量 ,使得该算法能快速可靠收敛 ,并方便高效地处理各类量测。仿真表明该算法是有效的     

计及分布式电源接入的配电网重构

分布式电源的接入使得配电网重构需要考虑更多的安全因素。基于配电网支路潮流模型,建立以重构周期内网络有功损最低,以满足分布式电源接入下网络运行安全为约束的配电网重构。为有效求解该重构数学模型,利用凸松弛方法将原问题中二次项进行松弛,使之形成混合整数二阶锥规划形式,从而可利用YALMIP商业软件进行高效求解。最后,通过改进的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,并与现有基于粒子群算法及启发式算法的配电网重构方法进行对比,结果表明基于凸优化技术的重构结果不仅能够有效避免算法陷于局部最优,而且稳定性好、计算效率高。