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。     

一种基于SCADA量测的线路动态参数辨识方法

为了满足电网海量线路量测数据实时动态参数辨识需求,文中提出了辨识软件自动获取线路实时量测数据进行动态参数的方法。利用输电线路模型推导了基于SCADA量测的输电线路参数辨识的数学表达式,建立了线路参数辨识模型。设计了辨识软件与EMS系统数据转发接口,以及线路建模方案。动态参数辨识在山东郓城县电网应用结果表明,所提方法有效改善了线路参数的准确度,提升了郓城电网状态估计合格率,具有较高的推广应用价值。     

基于多时段安全监控与数据采集系统量测的线路参数辨识与估计方法

针对现有线路参数辨识与估计方法的不足,提出了基于多时段安全监控与数据采集(SCADA)系统量测的线路参数辨识及估计方法。详细介绍了该方法具体计算步骤。通过对一实例采用仿真分析验证了该方法的有效性。     

基于PMU量测的线路参数辨识算法

利用PMU量测数据具有严格时间同步、均匀发送的特点,基于PI型等值电路模型,提出一种新的线路参数辨识方法。该方法以线路两端测量的电压和电流相量为基础,利用最小二乘算法实现线路参数的最小偏差辨识,理论分析和实际算例表明了该方法的可行性。对影响辨识精度的主要误差源进行了分析,并给出了一种实用的坏数据剔除方法,可进一步提高数据辨识的精度;亦对如何利用线路量测的残差分析结果指导状态估计中的权重系数设置进行了详细讨论。与传统方法相比,基于PMU量测的参数辨识方法具有灵活、简便、可重复和连续执行的优点,具有较高的实用价值。     

智能调度电网参数在线辨识与估计及其在广州电网的应用

电网支路参数在线辨识与估计是电网建模中的重要问题。为此,对已有辨识方法-拉格朗日乘子法的实现模式进行了改进,提出了基于多量测断面的参数辨识与估计方法,以降低随机量测误差对估计结果的影响,提升估计精度。在此基础上,开发了智能调度电网模型参数在线辨识与估计系统,并在广州电网得到了实际应用。     

基于中位数估计和相分量模型的输电线路序参数在线抗差辨识

实测相量测量单元(PMU)数据中存在随机噪声和不良数据,造成线路正序和零序参数辨识精度降低,故而会导致状态估计合格率低等问题,从而影响电力系统调度运行。针对上述问题,提出了一种基于PMU数据、线路相分量模型和中位数估计的输电线路正序和零序参数在线抗差辨识方法。该方法仅需多次正常运行时三相不平衡下的线路双端PMU相电压、相电流量测数据,并利用相分量模型实现正序和零序参数同时辨识,利用中位数抗差减少数据量需求。具体地,建立了线路三相参数的π型等值相分量模型,基于最小二乘法推导了获得其参数的辨识方法;应用结合中位数估计的抗差最小二乘法进行辨识,该方法可避免极端值和大部分量测中粗差对辨识结果的影响;利用仿真及实测数据验证了所提方法的有效性以及算法的抗噪和抗差能力。     

基于AMI量测信息的变压器参数辨识方法

针对配电网变压器参数辨识的难题,本文提出基于高级量测体系(AMI)量测信息的配电变压器参数辨识方法。该方法首先基于AMI提供的多时段量测数据,建立关于双绕组变压器参数的非线性方程组,并采用最小二乘法对其进行求解;然后以各时段的变压器参数估计值为样本,采用随机样本的方差系数判据对样本中误差较大的参数估计值进行剔除,获得变压器参数新样本空间;最后基于新样本空间计算变压器参数的均值,并将其均值作为最终的参数估计值,进而实现变压器参数的辨识。算例证明了本文方法的可行性与有效性。     

基于AMI量测信息的低压配电网拓扑校验方法

针对目前低压配电网络拓扑连接关系辨识的难题,提出了一种基于AMI量测信息的低压配电网拓扑校验方法。该方法首先借助高级量测体系AMI提供的负荷量测信息以及网络数据,得出同一配电变压器下各负荷所属耦合节点电压以及所属支路电流,然后分别求得所有负荷间耦合节点电压和支路电流的相关系数,进行相关性分析,即相关性强的负荷同属于同一馈线,进而确定各负荷所属的馈线;之后根据负荷的耦合节点电压幅值大小,确定各负荷在所属馈线中的上下游关系,最后通过相关性分析结果以及负荷的耦合节点电压分布,对存在错误连接关系的负荷进行修正,最终完成低压配电网络拓扑的校验与修正。算例证明了该算法的可行性与有效性。     

基于自适应抗差最小二乘的线路正序参数在线辨识方法

针对在线PMU(Phasor Measurement Unit)数据会存在随机量测噪声甚至不良数据的实际情况,本文提出了一种输电线路正序参数的自适应抗差最小二乘在线辨识方法。文中基于线路双端多时刻断面的PMU电气量建立了线路正序参数的最小二乘辨识模型;在简要介绍抗差最小二乘原理的基础上,为充分利用量测信息,采用IGG(Institute of GeodesyGeophysics,Chinese Academy of Sciences)权函数(方案I)实现"三段"法抗差参数辨识;并利用中位数原理在线估计方程残差序列的期望和方差,实现自适应地调整权函数的抗差阈值。该方法无需事先确定量测设备的量测误差,具有很好的抗差能力及结果可信度,同时也消除了参数迭代对初值的敏感性。基于PSCAD仿真和PMU实测数据的算例表明,该方法十分有效,更适合于在线参数辨识。     

拉格朗日乘子法电力系统网络参数错误辨识的应用

电力系统网络参数是能量管理系统各个高级应用的重要基础,因此对网络参数错误的辨识十分必要。拉格朗日乘子法是网络参数错误辨识的一种有效方法。基于已有的拉格朗日乘子法网络参数辨识理论研究,给出了具体的实现步骤,并提出了使用多个量测断面的网络参数辨识和估计方法。通过9节点系统展示了所提出的拉格朗日乘子法参数辨识流程,并通过118节点系统的仿真实验验证了该方法的有效性,开发了高效的实用化参数辨识与估计软件,简要介绍了该软件在中国部分调度中心的实际应用情况。     

一种基于电能质量分析仪测量的低压配电网线路阻抗估计方法

该文提出了一种基于电能质量分析仪测量的低压配电网线路相线以及中性线阻抗估计方法。该方法使用两台带GPS的电能质量分析仪分别安装于线路的首末端,基于同步时钟模块(GPS)实现同步对时,并利用了电能质量分析仪的4个电流通道、4个电压通道,提出同步测量线路首末端ABC三相对中性线基波电压的相量值以及ABCN四线基波电流相量值,并基于此测量值较准确估计出三相四线制低压配电网线路中性线以及相线的基波阻抗参数,为低压配电网分析,网损计算和电能质量状态获得基础参数数据。     

基于AMI测量参数的电力线通信组网技术

针对电力线通信信号强度和时延指标无法准确测量,且网络建立过程中缺少路径权值和方向的问题,文章提出了基于AMI测量参数的路径指标间接测量方法。从AMI系统的智能电能表和集中器获取线路电压、电流、相位等测量参数,并以台区负荷中心的测量值为参考,利用基尔霍夫定律计算出不同相线测量点的电压损失大小和方向,也可结合线路材质参数计算出线路距离,从而实现了通信网络路径权值和方向的间接测量。为了验证方法的有效性,提出了一种采用AMI测量参数的p-persistent CSMA洪泛路由算法,实验证明该方法可有效缩短电力线通信网络路径深度和网络时延。     

中压配电物联网架空线-电缆混合线路电力线载波信道建模

针对中压配电网架空线与电缆线路混合连接的实际情况,提出了一种基于输入阻抗矩阵的混合型配电物联网电力线载波信道建模方法。首先,分析中压配电网架空线路和电缆线路的结构参数,在多导体传输线理论基础上,推导2类线路的相模变换矩阵,列写传输线的链参数方程;其次,重点分析了各类型配电线路节点连接处的阻抗矩阵关系;然后,根据配电网实际拓扑结构,将配电网划分为不同类型网络分支,给出各类分支输入阻抗矩阵的计算方法,依次求得网络中各节点及信源节点的输入阻抗;最后,由信源节点的输入阻抗与边界条件,结合各传输线的链参数矩阵及各节点的输入阻抗矩阵,求得网络中任意节点的电压向量,实现混合型配电物联网电力线载波信道的建模。理论分析与仿真验证表明了所提建模方法的正确性与有效性。     

台区三相不平衡运行监测和治理分析

从当前台区三相不平衡监测和治理问题出发,开展了台区三相不平衡产生的根源及其对台区线损的影响分析。随后,针对台区三相不平衡监测,分析了仅关注配电变压器低压出口三相不平衡度和电量不平衡度2个常见做法存在的不足,并通过构建典型场景,测算了2个监测误区在反映台区线损率上的影响。针对各地常采用的三相不平衡集中补偿措施,分析了其在补偿三相不平衡度、降低损耗方面的局限性,并通过典型配电变压器和配电线路阻抗分析进行了验证。最后,针对上述分析的问题,提出了针对性的建议措施,为电网企业、配电网运营商开展低压电网三相平衡监测和治理提供了思路和参考。     

基于多源数据多时间断面的配电网线路参数估计方法

基于可大规模部署的微型同步相量测量单元(μPMU),分析现阶段多种量测体系的特点,提出基于多源数据多时间断面的配电网线路参数估计方法,既利用μPMU采样快速性进行多时间断面量测数据融合,又利用μPMU的精确时标进行同一时间断面上的数据对齐,将多时间断面的μPMU、数据采集与监控、高级量测体系量测数据联合建立量测方程,在满足相互独立条件时开展最小二乘法参数估计。针对配电网典型的主干/分支接线模式构建参数估计模型,通过IEEE 33节点配电网仿真算例分析多种量测配置情况下的应用场景,结果证明了所提方法的有效性。     

计及线路阻抗与负荷影响的不平衡配电网电压消弧方法

在单相接地故障和接地故障消弧的分析中,通常假设配电网是三相平衡的。已有的消弧方法在对地参数和负载不平衡的配电网单相接地故障时消弧效果不佳。针对上述问题,提出一种计及线路阻抗和配电网参数不平衡的电压消弧方法。分析考虑配电网参数不平衡和线路阻抗的配电网等效模型,推导出精确电压消弧指令值,通过故障前后各注入一次电流计算电压指令值,有源消弧装置调控零序电压至该指令值从而抑制故障点电压、电流为0。为了避免任意注入电流引起故障电流增大,将传统电流消弧作为电压消弧的过渡能有效补偿故障电流。通过和已有考虑线路阻抗电压消弧方法、忽略线路阻抗电压消弧方法对比,仿真结果表明,在不同的不平衡度、故障位置和接地电阻下,所提方法消弧性能最佳。     

基于双端电气量的配电线路故障定位方法

配电线路的故障定位技术对维护电力系统的稳定运行起到了重要作用。文章以R-L线路模型为基础,提出了一种基于电压、电流正序分量的配电线路故障定位方法,该方法首先对配电线路两端测量点的电压、电流相量进行检测,得到正序电压、电流相量矩阵,然后结合线路故障系数矩阵及线路阻抗参数建立定位函数,实现故障定位。仿真实验表明,该方法计算量小,受故障电阻、故障位置等因素影响较小,鲁棒性好,对配电网线路故障定位的精度较高,具有广泛的应用前景。     

Distribution automation analysis based on extended load data from AMI systems integration

One of the critical requirements of smart distribution grid is to incorporate self-healing mechanisms which help in effective operation and better management of distribution system. Distribution system has grown in a multi-fold fashion during recent times not only in terms of increased load but also with the addition of advanced infrastructure like communication, smart meters & sensors, automation and information technology. Digitization of distribution grid led to the development of new technologies and solutions like residential micro-grids, electric vehicle charging, demand response, net metering, demand-side management and outage management system for effective load management and control in Low Voltage (LV) distribution networks. At the same time, this has been posing tremendous challenges in effective operation of Medium Voltage (MV) distribution networks due to the lack of real-time and additional information from LV networks. Distribution Automation (DA) applications at MV level has limited access or visibility outside distribution substation and reaching down to the LV network level. In this paper we propose a method of distribution load modelling in DA system based on Advanced Metering Infrastructure (AMI) system feedback which helps in effective operation of DA system along with suitable case study analysis.