基于智能电表量测的三相四线制配网抗差估计

在高级量测体系环境下,为提高配网状态估计性能,提出一种三相四线制配网的抗差状态估计方法。该方法完全采用智能电表量测的实际三相电压电流幅值和功率实时量测,以三相四线制配网节点注入电流方程为基础,建立指数加权最小二乘抗差估计模型。模型中将零注入功率方程同时作为虚拟量测方程和等式约束,目标函数中采用标准化残差的指数型权函数,以改善状态估计的收敛性和抗差性;而且该模型不存在系统中性点电位均为零和电源端点三相电压对称且已知的假设条件。最后,IEEE13节点修正系统的仿真结果表明,提出模型方法的估计结果精度高,且具有良好的收敛性和抗差性。     

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。     

基于智能电表和PMU混合量测的低压配电网三相状态估计

随着同步相量量测PMU等新型测量装置的发展以及智能电表的广泛布置,为保证低压配电网安全可靠运行,提升其态势感知能力,提出一种基于智能电表和PMU混合量测的低压配电网三相状态估计方法。该方法同时采用低压配电网智能电表采集的实时量测和PMU同步相量量测,显著提高了低压配电网测量数据的冗余度,以端点注入电流平衡方程为基础,建立了低压配电网最小二乘估计模型。基于IEEE13节点修正系统,对该方法进行了仿真分析。仿真结果表明,所建模型可以对低压配电网的三相状态进行精确估计,且计算速度快收敛可靠。     

电网谐波源定位方法仿真与分析

电网谐波问题将会给电力系统稳定带来极大的危害,因此文章结合配电网的运行状况与实际情况,在现有 谐波源定位方法和谐波状态估计法的基础上,提出了谐波电压状态估计的谐波源定位法.通过状态估计,得到配电网 全部节点的电压状态,然后依据节点谐波注入的量测方程,估计出节点的谐波注入电流,从而确定谐波源的所在的地 方.并在IEEE-13测试系统上完成 MATLB仿真,通过仿真与分析,最终验证该方法的有效性。     

基于智能电表和PMU混合量测的低压配电网状态估计方法研究

随着高级量测体系的不断完善和同步相量量测PMU等高精度新型量测装置的发展,为确保低压配电网状态估计性能,提出一种基于智能电表和PMU混合量测的低压配电网状态估计方法。该方法将高级量测体系中的智能电表采集的电压幅值、功率实时量测和PMU同步相量量测相结合,以节点注入电流平衡方程为基础,建立基于指数型权函数的加权最小二乘法模型。模型中利用数据的残差对权函数进行修正,以提高状态估计的抗差性和收敛性。最后基于IEEE 14节点算例系统,对该方法进行仿真分析。仿真结果表明,该方法相较于采用传统加权最小二乘法的状态估计模型,对含有高误差数据的量测数据具有更高的精确性。     

基于状态解耦的地区电网线性状态估计

针对电网中有功、无功相对解耦性质,提出利用有功量测进行电压相位估计的线性相位估计模型及利用电压幅值量测和零注入量测进行电压幅值估计的线性电压估计模型。对节点系统进行性能测试,并在某实际地区电网进行试运行,结果表明该算法的计算速度较快,能有效节约内存,具有很高的效率。     

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     

考虑电源线电压控制特性的不接地配电网改进三相潮流模型

不接地配电网具有无零序电流通路、端点元件无中性点或虽有中性点但无引出线两个特点。由于无零序电流通路,端点注入电流满足零序分量为0的约束;由于无中性点或中性点引出线,端点元件具有相—中性点电压不可测或不宜控制相—地电压的特点。因此,实际不接地配电网中的电源端点通常以线电压作为测量和控制对象,即电源具有线电压控制特性。文中同时考虑不接地配电网的上述两个特点,提出以线电压为控制对象,通过构造平衡端点等值中性点作为全网的电压参考点,建立平衡端点和有功功率—电压端点的改进模型;在此基础上,进一步结合不同接线方式负荷的潮流模型,建立考虑电源线电压控制特性的不接地配电网改进三相潮流模型。最后,用IEEE13节点修正系统验证了所提模型对不接地配电网三相潮流计算的适应性和有效性。     

改进的零注入约束双线性WLAV状态估计

实际电网中存在许多注入功率严格为零的零注入节点,零注入节点的注入功率量测为绝对准确的量测量,但这些测量并没有得到充分利用。因此,通过注入功率为零的节点建立功率约束方程作为对状态估计的约束条件,再对极坐标系下的电力系统非线性量测方程进行两步线性化,得到计及零注入约束的双线性抗差状态估计方程,用约束方程对第一步线性过程结果进行修正。最终结果证明该算法在提高估计精度的基础上,不会增加系数矩阵的阶数,且改进后的算法仍然拥有较高的计算效率。国内某实际省网以及选取的IEEE标准系统的仿真结果证明了该方法能有效提高计算精度和计算效率。     

基于相量量测的电力系统谐波状态估计(I)--理论、模型与求解算法

通过分析现有网络谐波分析理论的局限性与实践中所遇到的困难,提出了基于相量量测的电力系统谐波状态估计算法.选择节点电压作状态量,节点电压、支路电流与注入电流作量测量,建立了各种量测配置的量测方程以及谐波状态估计问题的数学模型.然后,通过总结谐波状态估计算法的基本特点与优化量测方程和母线的编号,提出了谐波状态估计的分层算法,大幅度降低了量测矩阵的维数.     

直角坐标下含零注入约束的电力系统状态估计修正牛顿法

实际电力系统中存在许多零注入节点。在电力系统状态估计模型中,应加入等式约束来保证零注入节点的注入功率在状态估计结果中严格为0。在直角坐标下,零注入约束可表达为线性约束,因此将直角坐标下的电力系统状态估计问题作为主要研究对象,提出了求解含零注入约束状态估计模型的修正牛顿法。修正牛顿法实际上是一类既约的拟牛顿法,能够严格满足零注入约束,其计算流程与通常的牛顿法非常相似,计算效率与传统的大权重法状态估计相当。仿真结果验证了所得结论。     

低压配电网三相不平衡负载参数的辨识方法研究

为了解决现阶段计算低压配电网负荷上实际压降、三相负荷不平衡度时忽略三相负荷不平衡与中性线阻抗同时存在的实际情况所引起的求解结果不准确问题,提出一种实时计算负荷实际大小及负荷侧虚拟中性点电压的方法,以此辅助监测低压配电网安全。首先建立与低压配电网等值阻抗网络匹配的高阶微分方程模型,再利用方程系数与等值阻抗参数之间的关系,采用暂态数据辨识模型参数,实时求取三相负荷等值阻抗,中性线阻抗及虚拟中性点电压。仿真结果验证了该方法的有效性和准确性。     

计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法

基于分布式电源下垂控制、负荷静态特性和三相不平衡网络模型,提出了一种三相不平衡孤岛微电网的直接潮流算法。首先基于配电网直接潮流算法,并计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的影响,推导建立了三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法的计算模型。为了求解所提直接潮流算法的计算模型,提出了一种两层潮流迭代法,其中内层潮流迭代法用于求解除虚拟节点外的三相不平衡孤岛微电网的潮流计算,外层潮流迭代法用于更新虚拟节点电压和系统角频率。最后分别基于澳大利亚真实网络和25节点典型微电网开展多场景仿真分析,并将其与牛顿信赖域方法进行对比分析,仿真及对比结果表明所提算法能够快速准确地反映微电网的特点以及真实运行状态,并能够解决三相不平衡孤岛微电网的潮流计算问题。     

三相不平衡下交直流配电网状态估计

基于电压源型换流器(VSC)的柔性直流技术被越来越多地运用到配电网中,需要对含VSC的三相不平衡交直流配电网进行准确的状态估计,而配置相量测量单元(PMU)的测量数据是实现配电网准确状态估计的有效手段。首先,提出了考虑配电网三相不平衡特性的交直流配电网状态估计模型,采用加权最小绝对值法进行状态估计;其次,进行PMU测量数据的线性描述,给出了PMU及数据采集与监控(SCADA)系统的混合测量方程,并将多种交直流设备在测量方程中统一描述;最后,在三相不平衡的IEEE 33节点交直流配电网算例上,验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于改进鸽群算法的台区三相负荷不平衡相序调整方法

针对低压配电台区三相负荷不平衡现象,研究了一种基于换相开关的负荷相序调整方法。运用负荷不平衡换相控制策略,建立以配电变压器低压侧三相电流不平衡度最小为目标的优化换相数学模型;引入自适应参数和柯西扰动对原始鸽群算法（pigeon-inspired optimization,PIO）进行改进,用改进鸽群算法求解最优换相方案。Matlab仿真验证了改进鸽群优化算法的优越性及其求解优化换相方案的有效性,可以显著降低台区三相负荷的不平衡程度。     

基于改进鸽群算法的台区三相负荷不平衡相序调整方法

针对低压配电台区三相负荷不平衡现象,研究了一种基于换相开关的负荷相序调整方法。运用负荷不平衡换相控制策略,建立以配电变压器低压侧三相电流不平衡度最小为目标的优化换相数学模型;引入自适应参数和柯西扰动对原始鸽群算法（pigeon-inspired optimization,PIO）进行改进,用改进鸽群算法求解最优换相方案。Matlab仿真验证了改进鸽群优化算法的优越性及其求解优化换相方案的有效性,可以显著降低台区三相负荷的不平衡程度。     

基于相坐标系的配电网三相不对称解耦状态估计算法

提出了一种基于相坐标系的配电网三相不对称解耦的状态估计算法.在等效电流量测变换法的基础上,针对配电系统线路参数不对称的特点,引入三相不对称潮流计算中的解耦-补偿电流模型,在相坐标下将三相不对称状态估计方程完全解耦;同时引入旋转变换使每一相的雅可比矩阵和信息矩阵实虚部严格解耦,进一步降低了问题的求解规模.最后提供算例将所提出的方法与等效电流量测变换法进行了比较,结果表明所提出的方法精度较高,具有工程应用的前景和价值.     

A more general parallel dual-type method and application to state estimation

In our previous work, a parallel dual-type (PDt) method was presented for solving a class of weighted-least-squares (WLS) with equality constraints problems and obtained some successful results. In this work, we propose a more general parallel dual-type (MPDt) method using the framework of the PDt method to solve more extensive WLS problems (with equality and inequality constraints). The MPDt method embedded with a successive gradient and projection (SGP) technique is used to solve the dual problem with constrained set induced by the inequality constraints. The MPDt method associated with a successive quadratic programming (SQP) method is used to solve more extensive WLS problems with equality and inequality constraints. We have tested our method in the IEEE 118-bus system of distributed state estimation problems with equality and inequality constraints. We demonstrated the computational efficiency through numerical simulations and compared our method with the conventional approach of Karush-Kuhn-Tucker (KKT) and the original PDt methods. Test results showed that the performance of our method is significant for solving distributed state estimation problems with equality and inequality constraints in the distributed computing environment.     

三相不平衡有源配电网鲁棒动态重构

考虑配电网的三相不平衡运行和注入功率不确定性可以提高网络重构方案的优化效果和应用价值。首先,对考虑不确定性的分布式电源和负荷注入功率进行仿射数建模,划分重构时段,以有功网损最优为目标函数,基于三相Distflow潮流方程建立含不确定性预算的配电网两阶段鲁棒动态重构数学模型。为高效求解该模型,引入最佳等距分段线性逼近法对模型进行精度可控的线性松弛,并使用列约束生产算法迭代求解。采用标准化配电测试系统验证所提鲁棒动态重构模型的可行性和有效性,通过控制不确定性预算可进一步调节重构方案的保守性和鲁棒性。