基于量测信息的低压配电网阻抗拓扑模型构建

针对低压配电网阻抗拓扑模型不明确的问题,提出一种基于高级量测体系的低压配电网阻抗拓扑模型构建的在线识别方法。利用AMI提供的各用电用户电压数据,根据各负荷节点的电压相关性及辐射性网络节点电压分布特点,通过K-means聚类算法和用户间的皮尔逊电压相关系数分析原则,完成对低压配电网络拓扑模型的修正。根据修正后的台区拓扑结构中同一相别下智能电表所采集的序列数据,通过计算同一相别所有用户的相电压搭建优化问题模型,使得使用时间序列内不同电表数据计算得到的相电压矩阵方差最小,从而求得配电网线路阻抗参数,实现对配电网络的建模。通过实际算例验证了该方法的可行性和有效性。     

多端星形电磁环网的潮流解析方法分析

针对多端星形电磁环网低压侧支路建立的电流分析模型,解析了端节点电压分布与电磁环网低压侧各节点负荷分布对电磁环网低压侧各支路电流的影响。模型中,电磁环网低压侧支路电流包含为所在臂下游节点供电的电流分量、由于该臂上各节点到端节点距离不同而产生的附加电流分量、高压侧输电分流到低压侧并占用低压侧线路容量的传输电流分量以及中心点和其他臂负荷分布对该臂的影响产生的电流分量。此外,模型所得支路电流对各电流分量的灵敏度表明,使端节点电压幅值增大或相角提前,或向该节点方向倒负荷,将抬高该端节点所在臂,并改变其他臂的支路电流,其中位于相同臂上的支路电流的变化量相等。上述结论解析了多端星形电磁环网的潮流变化规律和控制方法,可为这种复杂电磁环网的稳态控制提供决策依据。     

一种电网支路与母线连接关系辨识的新方法

针对调度自动化系统网络拓扑检测辨识存在的不足,挖掘系统基础数据之间的内在联系,提出一种基于量测平衡指标和设备状态相似度寻优的支路与母线连接关系辨识方法,该方法建立在错误量测检测、辨识及修正的基础上,通过分析支路与母线的关联关系,定义支路与母线关联关系岛,基于岛内各支路量测满足平衡关系的特征,通过搜索使岛内各节点量测平衡指标合格并与实际采集的设备状态具有尽可能高的相似度的支路母线连接关系,给出辨识结果。仿真分析和实际应用证明该方法的有效性。     

智能配电网分布式拓扑识别与应用方法

为实现配电网中的分布式保护与控制,提出了一种基于智能终端单元(Smart Terminal Unit, STU)的分布式拓扑识别与应用方法。对于每个STU,在该方法中仅需为其配置与之关联的静态网络拓扑信息。在一定的拓扑识别规则下,通过与其他智能终端交换信息,各智能终端可以确定馈线支路集的边界终端以及边界终端之间的连接关系,形成动态网络拓扑信息,从而实现拓扑信息的识别与存储。以配电网故障自愈、分布式电源孤岛检测功能为例,介绍了在拓扑信息分布式存储情况下的拓扑应用方法。     

基于负荷测录系统的配电网状态估计

提出了基于负荷监测系统的配电网状态估计方法。该方法利用负荷测录系统所采集的杆变和配变的三相电压、三相电流、有功功率和无功功率作为状态估计的量测量,将馈线上所有节点的电压、相角作为状态估计的状态量。 使用基于牛顿法的状态估计算法求得配电馈线的运行状态和馈线上所有节点的电压、功率信息,这些信息可帮助调度员了解配电网的整体运行情况并协助决策。以装配有负荷测录系统的一条实际的10 kV馈线网络为例来说明该方法的正确性。     

配电网潮流前推回代法的一种简单实现方法

针对以往的前推回代实现方法需要复杂的节点和支路分层编号,导致算法复杂,程序效率低下等问题,根据配电网络的特点,通过构造特殊的节点与支路数据结构,形成配电网络对应的树结构,完全确定配电网络拓扑结构。通过对树的后序遍历回代修正节点电流,对树先序遍历前推修正节点电压,不断迭代直至收敛,形成一种实用的配电网潮流计算方法．分析表明该方法无需复杂的网络编号、不用形成导纳矩阵。算例表明该方法编程简单、结果精确。     

基于层次聚类法与皮尔逊相关系数的配电网拓扑校验方法

配电网络拓扑日益复杂,且新投异动量不断增长,导致配电网拓扑频繁变化,传统的人工校验方式难以满足快速性和准确性的要求。针对该问题提出了一种基于模型文件和实测数据相关性的中低压配电网拓扑在线校验方法。首先,将配电网设计图纸的拓扑模型文件作为校验基础,以分析开关量状态的方式建立简化模型。其次,采用层次聚类法划分出多个供电区域。然后,使用皮尔逊相关系数算法校验同一供电区域内各节点数据的相关性,以此判断模型拓扑连接关系的正确性。最后,通过仿真验证和实际案例计算,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于数据驱动的配电网拓扑识别及线路阻抗估计

中低压配电网的拓扑识别及线路阻抗参数估计是未来智能配电网实现各种功能的基础。依托AMI（高级量测体系）提供的电量信息,提出了一种仅依靠配电网节点电压及功率数据驱动的中低压配电网拓扑识别及线路阻抗估计方法。利用核密度估计方法计算各节点电压数据间的互信息并据此分析各节点间相关性;根据图的最小生成树算法生成以邻接矩阵形式表示的配电网拓扑;结合线性回归及Distflow潮流模型对拓扑进行校正,检验拓扑中是否存在AMI系统中没有相关数据的汇流节点并计算线路阻抗;最终得到准确的配电网拓扑及线路阻抗参数。通过IEEE 33节点中压配电网及典型低压配电网算例对所提方法进行了验证,结果表明所提方法能够准确辨识拓扑及线路阻抗参数,即使在感知设备不足的低压配电网中仍有较好的辨识效果。     

基于节点电压差值的配电网故障定位方法

针对基于微型同步相量量测(μPMU)的配电网故障定位方法存在经济性与定位精度有待提高的问题,提出了一种基于节点电压差值的配电网故障定位方法。通过分析配电网节点电压的故障特性,定义了节点电压计算值与量测值的差值指标W。然后,利用节点电压计算值与量测值之间的数值关系,建立了有限量测装置情形下的配电网故障支路辨识原则。进而,根据故障支路两端节点的量测数据,利用末端节点注入电流后线路间节点电压变化值与末端节点量测电压变化值间的关系,提出一种基于线路末端节点电压差值的故障定位方法。仿真表明,所提方法可以实现有限量测装置情形下的故障准确定位,且定位结果受故障类型、过渡电阻、量测误差的影响较小,具有较好的抗线路参数和节点负荷变化的能力。     

一种新型电网拓扑错误辨识方法

提出一种基于道路-回路方程的拓扑错误辨识方法。利用网络拓扑约束与基尔霍夫定律,并借助相量测量单元(PMU)提供的同步电气量信息,建立道路-回路方程,计算支路电流。在此基础上,考虑各种拓扑错误及不良数据并存的情况,根据计算值与量测值间的差值,对拓扑信息及支路电流量测值进行校验。IEEE 9与IEEE 39节点系统仿真结果表明所提方法具有较好的适应性、可靠性及容错能力。     

基于拓扑片的智能分布式馈线拓扑分析

馈线拓扑分析是实现馈线自动化的基础,智能分布式馈线自动化(Distributed Intelligent Feeder Automation,DIFA)的馈线拓扑分析由配电终端自主实现面临着巨大的挑战。首先研究了FA应用的馈线拓扑模型,把电源、线路、母线和负荷等电气元件抽象为节点,以开关为边-电气元件为节点的多叉树表示的馈线拓扑作为DIFA馈线拓扑模型。提出了基于拓扑片的馈线拓扑分散配置方法,把每个配电终端覆盖的区域定义为拓扑片,每个配电终端配置存储拓扑片信息。把拓扑片的邻接关系用配电终端的邻接关系来定义,并映射成开关邻接关系。在拓扑片的配置中显性配置开关邻接关系,隐性包含线路节点、母线节点和负荷节点。最后提出了拓扑片拼接的馈线拓扑静态分析方法。所提出的基于拓扑片的馈线拓扑分析方法适用于DIFA,由配电终端自主实现,具有分析速度快和配置简单的优势。     

基于区域负荷的配电网超短期负荷预测

建立了以馈线开关为节点、以馈线为边的配电网简化模型，并采用负荷作为节点和边的权，给出了节点的负荷与边的负荷的关系。采用对负荷历史数据和温度历史数据进行统计分析的方法，对超出历史温度范围的情形采用最小二乘法拟合，得出了配电区域的超短期负荷预测结果，利用节点的负荷与边的负荷的关系进一步得出全配电网的超短期负荷预测结果。配电网运行方式的改变并不影响所提出的方法的预测精度。实际应用结果证实了所提出的方法的可行性。     

基于DSCADA和μPMU数据融合的配电网运行拓扑辨识

在配电网安装了配电网数据采集及监视控制系统（distribution network supervisory control and data acquisition, DSCADA）和部分节点安装少量微型同步相量测量装置（micro-synchronous phasor measurement unit, μPMU）情形下,提出了一种基于DSCADA和μPMU遥测数据融合的配电网运行拓扑辨识方法。首先,基于μPMU节点电压相位量测构建配电网拓扑变化时刻辨识模型,确定拓扑变化的时刻;然后,基于拓扑变化前后的节点电压变化,借助DSCADA和μPMU的遥测数据构建可能拓扑判据,缩小重构后可能拓扑的范围;最后,使用加权最小二乘法将DSCADA和μPMU遥测数据进行融合,估计出可能拓扑下的节点电压相位,并利用构建的拓扑相似度辨识模型辨识出实际拓扑。算例中考虑μPMU和DSCADA不同量测误差组合,对该算法辨识的准确性进行验证。     

基于数据关联分析的低压配电网拓扑识别方法

文中介绍了一种基于数据关联分析的低压配电网拓扑识别方法。基于低压配电网停电事件、恢复上电事件及地理位置信息将待识别低压配电网划分为单一配电变压器停电台区、由于10kV配电线路停电引起的多个配变停电台区和未停过电台区,在每类台区内筛选特征电压序列,并利用Tanimoto相似度系数计算各分组内配电变压器、分支箱、表箱、用户智能电表之间相关性和非相关性,从而实现低压配电网拓扑识别;结合同一配电变压器台区内停电与带电状态、停电时长、地理位置、供电半径等台区拓扑校验规则对识别出的拓扑进行校验。通过实际案例证明文章提出的方法能够解决现有基于大数据挖掘方法计算量大、计算结果不准确、无法校验等问题,实现了配电变压器台区拓扑的高效、准确识别,提升了配电网的信息化水平和数据质量。     

基于馈线树动态拓扑的高容错故障定段方法

开关的投切和分布式电源的渗透使得配电网拓扑和运行方式复杂多变,给馈线故障定段带来挑战。提出把馈线拓扑分解为树枝和分叉区两种连接单元的馈线树故障定段法。通过智能馈线终端单元识别馈线上各开关的状态变化以实时更新馈线拓扑信息,计算树枝状态函数。根据节点共识容错判据进行故障区段可信度判断,进一步结合分叉区状态进行交叉验证。对节点信息正方向的定义以过流前潮流信息为基准,解决有源配电网故障电流的方向定义问题。最后通过算例验证所提方法的优越性。     

基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法

评估馈线供电能力是保障馈线可靠运行的重要手段。文中提出了一种基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法。首先,将同一电压等级配电网以自动/手动开关装置为边界划分馈线分区,视为负荷节点;采用所有负荷节点及其所有可能供电路径的集合描述配电网拓扑结构。随后,以路径状态为变量,建立了馈线N-1安全校验的0-1线性规划模型。针对电网营销部门的实际数据需求,以路径状态和馈线分区可装容量为变量,进一步建立了用于馈线分区N-1可装容量计算的混合整数线性规划模型。最后,以某省会城市实际运行的某一10 k V馈线组为例,验证了所提算法的实用性和有效性。     

基于路径搜索的多节点低压电力线信道建模方法

为进一步实现多节点网络通信环境的精确仿真与模拟,本文从传输线理论出发,提出了一种基于低压电力网络拓扑的多节点电力线信道响应的生成方法。依据电力网络拓扑,通过最短路径搜索算法获取主干路径,并采用基于广度优先的搜索算法得到分支线路的父子节点关系表,由深至浅地对节点等效阻抗逐一更新,最后通过网络级联获取传输参量矩阵,求取信道频率响应。该方法原理清晰简明,适用于对任意给定拓扑结构的低压配电网络与室内电力网络等环境。仿真与实验结果表明该方法在给定的电力网络拓扑下能够有效地对低压电力网络中多个节点间信道进行模拟。     

考虑泵类负荷特性的低压配电网潮流计算

提出了一种考虑泵类负荷特性的低压配电网潮流计算方法。通过将泵类负荷的电动机转矩平衡方程和配电网各节点功率平衡方程组合起来,构成了考虑泵类负荷特性的低压配电网潮流计算模型。在求解配电网潮流计算的牛拉法的基础上,提出通过将泵类负荷电动机转矩平衡方程与各节点功率平衡方程进行统一迭代和交替迭代两种方法进行求解。通过对实际低压配电网台区的计算分析,验证了该方法能获得更加准确的配网负荷节点电压,而且能够获得泵类负荷正常运行时和启动时的节点电压。     

基于有向邻接矩阵的配电网拓扑检测与识别

准确的拓扑结构是配电网精细化管理和安全运行的基础。针对现有配电网拓扑识别方法无法确定网络潮流方向以及拓扑变动检测方法受负荷突变影响大的问题,提出一种基于有向邻接矩阵的配电网拓扑变动检测与识别方法。首先,提出一种基于有向邻接矩阵的配电网拓扑识别模型,将配电网的未知拓扑描述为不确定的有向邻接矩阵,实现配电网的拓扑识别并确定潮流方向。其次,提出一种基于节点电压邻接矩阵的拓扑变动检测方法,通过分析相邻节点电压幅值的下降趋势判断拓扑是否发生变动。此外,所提出的拓扑变动检测方法可以缩小未知拓扑的范围,降低拓扑识别问题的变量规模。最后,通过仿真分析验证了所提方法的正确性和有效性。