[发明专利]基于μPMU与SCADA的配电网网络拓扑分析方法

说明书

本发明公开了一种基于μPMU与SCADA的配电网网络拓扑分析方法，将根据SCADA数据形成的初始节点支路关联矩阵每一行与支路开关矩阵各个元素进行与运算，得到节点支路关联矩阵。通过μPMU采集的模拟电流量分析和校验根据SCADA系统得到的开关量，根据下一时刻μPMU的模拟支路电流判断支路电流是否突变，如果突变则修正支路开关矩阵，将节点支路关联矩阵每一行与实时支路开关矩阵进行与运算，得到实时节点支路关联矩阵。对实时节点支路关联矩阵进行广度优先搜索，得到配电网网络拓扑结构。本发明可以有效地区别负荷变化对于配电网网络拓扑的影响，快速准确的辨识配电网网络拓扑结构的变化，提供实时可靠的配电网网络拓扑。

技术领域

本发明属于配电网网络拓扑分析领域，更具体地，涉及一种基于μPMU与SCADA的配电网网络拓扑分析方法。

背景技术

随着国家经济的不断发展，电力行业正在迅速发展，电网结构也在不断地优化，配电网技术得到了显著的提升。随着新能源的大力发展，分布式电源，电动汽车等的接入对于现有配电网的结构带来很大的挑战。配电网网络拓扑分析是状态估计、参数估计、故障分析等的基础，因此快速、准确的配电网网络拓扑分析显得尤为重要。目前，配电网拓扑分析大多是根据数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)提供的开关状态，SCADA系统采样的时间周期较长，因此配电网结构的追踪效率会大大降低，有必要结合新的更高速率的测量系统来分析网络拓扑。

随着广域同步测量系统(Wide Area Measurement System，WAMS)的出现，使得电力系统从静态到动态的全过程都可以测量和监视。广域动态测量系统是以相量测量单元(Phasor Measurement Unit，PMU)或微型相量测量单元(Micro-phasor measurementunit，μPMU)装置为基本组成元件构成的新一代测量系统，它以提供高精度定时定位能力的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)技术为基础，根据GPS提供的高精度时钟可以快速的测量网络中的各种电气量。随着当前配电网中微同步相量测量单元μPMU的逐步应用，使得量测量的更新速度由原来的几秒缩减到几十毫秒，因此借助于采样更快的μPMU装置采集的数据来分析校验配电网网络拓扑，可以大大提高配电网网络拓扑分析实时性和准确性。

相对于WAMS系统，SCADA系统的数据上传时存在一定的时间滞后，因此如果WAMS系统的拓扑信息完全依靠SCADA系统采集开关量获取，则会导致在滞后时间内WAMS所使用的拓扑信息不正确。此外，SCADA系统采集开关状态也存在一定的差错概率。

因此，如何实现在配电网中实时网络拓扑分析的快速性和准确性是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于μPMU与SCADA的配电网网络拓扑分析方法，由此解决现有技术无法实现在配电网中网络拓扑分析的快速性和准确性的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于μPMU与SCADA的配电网网络拓扑分析方法，包括：

(1)利用当前时刻SCADA量测数据来生成初始节点支路关联矩阵，根据SCADA系统采集的开关量生成支路开关矩阵，其中，所述初始节点支路关联矩阵表示节点支路之间的关联状态，所述支路开关矩阵表示支路的连通或断开状态；

(2)将所述初始节点支路关联矩阵的每一行与所述支路开关矩阵的各个对应元素进行与运算，得到目标节点支路关联矩阵；

(3)根据实际配电系统选取最大负荷转切系数λ_max，读取下一时刻μPMU的模拟电流量，以判断支路电流是否有突变，若所述支路电流有突变则修正所述支路开关矩阵得到实时支路开关矩阵，用所述实时支路开关矩阵替换所述支路开关矩阵，并执行步骤(2)；