[发明专利]一种三相低压配电网拓扑重建方法

说明书

一种三相低压配电网拓扑重建的方法。本发明基于低压配电网时序电压数据，从用户侧的智能电表获取时序电压，首先对各母线电压数据利用关联分析的方法求与基准电压间的相关系数，并识别为相关系数最大的相位，完成相位识别过程，获取各母线的相位连接信息。将所有母线按照所属相位的不同分为A相、B相、C相三组，利用Chow‑Liu算法，分别获得上述三组母线间的互相关信息矩阵，进而利用互相关信息完成三组无向网络的拓扑重建，最后将三组重建好的无向网络进行整合，得到完整的拓扑网络结构。

技术领域

本发明属于电力系统配电技术领域，具体涉及一种利用配电网时序电压数据进行三相低压配电网终端用户拓扑重建的技术。

背景技术

随着技术的发展，智能监测设备已有对高压和中压电网信息的准确监控，但由于低压侧的智能设备部署不完整，且低压用户侧存在频繁的线路更改、地下布线不易检查、人为私自改动线路等问题，三相低压配电网用户侧的相位信息经常是不完整的或是错误的。但是三相低压配电网的网络拓扑信息对于网络的安全稳定运行是必不可少，且用户级的准确相位信息对提升三相低压配电网的运行性能也具有重要意义，例如通过调节三相平衡可减少系统损耗等。

目前电力系统的拓扑研究中，大多数是研究高压或中压电网的拓扑错误辨识和拓扑结构变化，其主要利用刀闸开关遥信信号矩阵进行网络重建，但此方法存在伪测量设备的误差导致结果准确率不高，且由于低压配电网尚未完全安装监控设备，因此无法利用高中压配电网拓扑研究的方法。对于电网相位的识别方法，现有基于μPMU的电力线传输相位数据来实现配电网相位的监测，但电力线传输信号存在误码率高等缺点，此外，该方法也需要用户侧安装大量的μPMU装置，但目前低压配电网尚未部署安装完善。且现有的技术未能将配电网相位的识别和拓扑的辨识同步处理。随着低压配电网用户侧智能电表的大量接入，使得三相低压配电网的电压及用电数据得到监测。大量数据的生成为基于数据驱动的拓扑网络结构重建提供了可能。

可见现有技术中，对于配电网拓扑的重建存在以下问题：

1.目前基于配电网时序电压数据的拓扑网络重建问题中并未对相位进行区分；

2.电力系统拓扑的研究大多局限在对输电网拓扑错误的辨识和拓扑结构变化的检测，但是目前配电网频繁的更新、配线复杂，伴随着智能电网的发展，配电网各个环节的海量数据，对于配电网拓扑辨识难以实现。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种三相低压配电网拓扑重建方法，本发明公开的技术方案先对三相低压配电网的相位进行识别，然后分别重建不同相位下的网络拓扑的数据驱动的方法，数据驱动的方法无需低压配电网拓扑连接关系及开关部署和状态等先验知识，仅利用智能电表的数据来整体实现配电网的相位辨识及拓扑重建。

为实现上述发明目的，本发明具体采用以下技术方案。

一种三相低压配电网拓扑重建方法，其特征在于：首先基于时序电压数据关联分析来识别母线的具体相位，针对三组不同的相位，将分属于三个相位的母线分别利用Chow-Liu算法来进行三相低压配电网络的拓扑结构重建，最后将得到的三个网络进行整合获得完整的拓扑网络结构。

所述三相低压配电网拓扑重建方法包括以下步骤：

步骤1：从用户侧的智能电表获取时序电压数据；

步骤2：在每个台区中，将配电网络抽象为图模型G＝(M,S)，母线用图模型的节点表示，即M＝{i,i＝1,2,…,N}，支路由图模型的边表示，即S＝{l_i,j,i,j∈M}；其中，G为配电网的图模型，M为配电网的节点集，N为最大节点数，S为配电网的支路集，l_i,j为连接节点i和节点j的支路；