[发明专利]一种基于同步相量量测的电力系统网络拓扑分析方法

说明书

本发明提出一种基于同步相量量测的电力系统网络拓扑分析方法，属于电力系统运行和控制领域。该方法首先建立电力系统网络拓扑分析规则；获取某个断面电网所有厂站PMU测量数据，包括每个厂站进出线和母线的电压幅值相角和电流幅值相角；对于每个厂站，依次获取所有进出线相应的无电流阈值，判断该线路是否停运；利用不良数据阈值判断该厂站进出线电流量测是否存在不良数据；若无不良数据，则寻找该厂站进出线电流数据集合中是否存在满足条件的二分子集：若存在，则该厂站等效为2个节点；否则为1个节点；得到整个电网拓扑分析结果。本发明利用电网同步向量测量技术，不受采集开关量正确与否的影响，快速准确获取电力系统的网络拓扑结构。

技术领域

本发明属于电力系统运行和控制技术领域，特别涉及一种基于同步相量量测的电力系统网络拓扑分析方法。

背景技术

电力系统的网络拓扑分析技术是电力系统运行和控制技术的关键技术，正确的拓扑分析结果是电网正常运行的基础要求。

传统的网络拓扑分析一般由两部分组成：第一步是厂站拓扑分析，即根据厂站内断路器和刀闸的状态，将通过零阻抗支路相连的一次设备汇集成计算用节点；第二步是系统网络分析，即将通过阻抗支路相连的计算用节点划分为电气岛。经过几十年的研究，基于遥信的拓扑分析取得了很大进展，但仍存在以下几个问题，一是拓扑分析采用的数据源比较单一，只利用遥信的开关量信息；二是遥信的刷新周期为秒级，实时性不够；三是遥信不带时标，同步性较差，可靠性也不够，遥信的开关量一旦出错，可能造成拓扑错误。

同步相量测量单元(PhasorMeasurementUnit，PMU)是新一代的电网数据测量装置，相比传统的测量装置，PMU能够获取同步性更好、刷新频率更快的数据，PMU不仅可以提供开关量信息，还可以提供开关上的模拟量(电流、功率)以及进出线上的电流/电压相量量测信息，并且数据刷新周期可达十毫秒，为网络拓扑分析提供了新的数据源。但是基于PMU的网络拓扑分析研究还刚起步，相关算法还不是可靠性不高。

总的来看，目前各种分析计算使用的网络拓扑依然是根据遥信数据得到的，现有的基于PMU的拓扑分析方法也要使用开关量，需要知道各厂站内部详细的电气连接关系。实现不依靠开关量而只依赖PMU模拟量数据的网络拓扑分析的技术目前尚为空白。

发明内容

本发明的目的是是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于同步相量量测的电力系统网络拓扑分析方法。本发明利用电网的同步向量测量技术，不受采集的开关量正确与否的影响，可快速准确获取电力系统的网络拓扑结构。

本发明提出的一种基于同步相量量测的电力系统网络拓扑分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立电力系统网络拓扑分析规则；

根据基尔霍夫电流定律，当一个厂站全部进出线的电流量测中无不良数据时，有以下规则成立：

规则1：全部进出线电流之和的绝对值小于不良数据阈值η₁；

规则2：若厂站等效为2个节点记为节点A和节点B，则归属于节点A的进出线的电流之和的绝对值小于设定阈值η₂；余下的进出线归属于节点B，且其电流之和的绝对值小于设定阈值η₃；

规则3：归属于节点A的全部进出线的电压幅值极差小于设定阈值η₄，相角极差小于设定阈值η₅；归属于节点B的全部进出线的电压幅值极差小于设定阈值η₆，相角极差小于设定阈值η₅；

规则4：若一条进出线上的电流幅值大于该条线路的无电流阈值η₇，则该条线路状态为运行，否则为停运；

2)获取某个断面的电网所有厂站的全部同步相量测量单元测量数据，包括每个厂站所有进出线和母线的电压幅值相角和电流幅值相角；