[发明专利]一种三相四线低压配电网的状态估计方法

说明书

技术领域

本发明属于配电网的三相状态估计技术领域，具体涉及一种三相四线低压配电网状态估计方法。

背景技术

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；②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。

发明内容

本发明的目的是针对现有配电网状态估计研究方法的不足，提供了一种三相四线低压配电网的状态估计方法，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。

实现本发明目的之技术方案是：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：

(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（即n阶单位矩阵R^-1的对角线元素全为1，非对角线元素全为0），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：