[发明专利]一种基于网络分解的配电网状态估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种估计方法，具体涉及一种基于网络分解的配电网状态估计方法。

背景技术

配电网状态估计(Distribution State Estimation，DSE)是一种利用测量数据的相关性和冗余度，应用计算机技术，采用数学处理的方法来对运行参数进行预测、拟合、纠错处理，以提高数据的可靠性与完整性，有效获得配电网实时状态信息的方法。

配电网中分布式电源的接入、不对称线路和不平衡负荷，会引起潮流的三相不平衡；配电网状态估计需要考虑三相不平衡情况。一些文献对配电网状态估计的量测变换、性能提升进行了研究，具有重要的意义，但都没有进行三相不平衡实验分析。一些文献假设电压相角在较小范围内变化，采用坐标变换使得雅克比矩阵常数化，具有较快的计算速度，但仅适用于三相不平衡度较小的轻负荷系统。现有文献中将支路首端功率和支路电流幅值的平方作为状态变量，简化了量测方程，避免了量测变换，是一种适用以支路电流幅值量测为主的状态估计方法，实验对象是三相不平衡系统，文中展示了算法性能，但没有给出状态估计结果。随着配电网网络规模的不断扩大，配电网三相不平衡状态估计还需要进一步深入地研究。配电网状态估计带来巨大的计算压力，给算法精度、速度、可靠性、收敛性、适应性带来挑战。

配电网网络规模的增大、三相不平衡计算需求、组成设备的复杂化，使得配电网状态估计方法面临着失效风险。许怀丕(F.C.Schweppe)等人于1970年提出的最小二乘状态估计算法对于网络规模较小的配电系统，具有收敛性能好、估计质量高的优点，常作为各种状态估计算法的比较基准。但对于大规模配电网，如IEEE 123配电网标准算例，经典的加权最小二乘法不能正确收敛。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于网络分解的配电网状态估计方法，提升了状态估计算法的适用性，能够对更大规模的网络进行状态估计，通过网络分解，降低了节点导纳矩阵的数据规模，减少了存储空间需求及计算复杂度，对于大规模网络其计算速度较直接计算更加效率。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种基于网络分解的配电网状态估计方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：将配电网网络进行分解；

步骤2：子网络状态变量初始化；

步骤3：循环迭代求解；

步骤4：计算约束条件等效量测权重；

步骤5：求解子网络的状态变量；

步骤6：判断是否满足收敛条件，若满足则完成迭代并输出配电网状态估计结果；否则迭代次数自增1并转步骤3。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：基于节点分裂法将配电网网络分解为多个子网络，子网络中的根网络在配电网网络中的位置接近平衡节点，叶网络在配电网网络中的位置远离平衡节点；

步骤1-2：为叶网络添加理想调压器，理想调压器一端连接分裂节点，另一端连接无穷大电源；

叶网络在根网络中被等效为点负荷，点负荷的复功率为S_ld＝-(P+iQ)，其中P和Q分别为叶网络中无穷大电源输出的有功功率和无功功率；根网络在叶网络中被无穷大电源与理想调压器的混合模型替代，叶网络中分裂节点的电压幅值等于根网络中分裂节点的电压幅值。

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2-1：设节点注入电流矩阵I_N＝0，求解第一非齐次线性方程组，有：