[发明专利]一种主动配电网的电压薄弱点辨识方法

权利要求书

1.一种主动配电网的电压薄弱点辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1,获取主动配电网的相关参数，包括系统结构参数、系统内元件参数；所述系统结构参数包括但不限于系统总节点数M、负荷节点数r，线路数l、分布式电源数m；系统内元件参数包括但不限于母线电压参数、DG出力参数、线路阻抗参数、负荷参数、变压器参数；

步骤2,确定各负荷节点的负荷增长系数的区间；

若系统有r个负荷节点，将电网每日最小负荷率设定为70％，则所有负荷的最低系数限值为0.7，最高系数限值的求取则采用改进的二分搜索法，对第i个节点的负荷以单负荷增长方式至系统崩溃，定义此时的负荷增长系数为α_i，将α_i作为第i个节点负荷增长的最高系数限值；由此得到第i个负荷节点的负荷增长系数的区间为[0.7,α_i]；

步骤3,基于负荷波动极限法获取系统崩溃状态下的系统崩溃系数矩阵及崩溃电压矩阵；

1)若系统有r个不同的负荷节点，则每个节点的负荷定义为L＝[L1,L2,…,Lr]，进一步地，考虑到负荷的变化情况，定义节点k的初始负荷为Lk0(k＝1,2,…,r)。将系统所有的负荷节点按照等比例增长方式增加负荷，一直到系统接近临界崩溃状态，把此时的负荷增长系数记为α_M，α_M值作为每个采样点对应系统的连续潮流计算能否收敛的依据；

2)采用拉丁超立方抽样法对主动配电网内的m个分布式电源出力和r个负荷同时进行抽样，设定抽样总数为N，将负荷和DG输出功率的所有抽样点随机编号排列，从而形成DG输出功率抽样矩阵G_mN、和节点负荷系数抽样矩阵L_rN，对于DG输出功率抽样矩阵G_mN中G_ij，表示进行第j次抽样时，第i个DG的随机出力值。对于负荷节点抽样矩阵L_rN中某一抽样值L_ij，表示进行第j次抽样时，获取节点i的负荷系数值；将两者拼接，即得到包含所有DG和负荷节点组合的抽样矩阵X_KN＝[G_mNM_rN]；

3)在节点负荷系数抽样矩阵L_rN中，L_r,j表示进行第j次抽样时得到的r个负荷节点的负荷系数矩阵。若min(L_r,j)＞α_M，其中min(L_r,j)表示第j次抽样得到的r个负荷节点中负荷系数最小值，则说明系统负荷系数矩阵为L_r,j的状态下潮流不收敛，则删除节点负荷系数抽样矩阵L_rN中的第j列；若max(L_r,j)＜α_M，其中max(L_r,j)表示第j次抽样得到r个负荷节点中负荷系数最大值，说明系统负荷系数矩阵为L_r,j的状态下，一定会使得潮流收敛，则保留节点负荷系数矩阵L_rN中的第j列；若不符合以上两种情况，则将第j次抽样得到的r个负荷节点的负荷增长系数及对应DG的出力带入系统中，进行潮流计算。若潮流不收敛，则删除节点负荷系数抽样矩阵L_rN中的第j列；若潮流收敛，则保留节点负荷系数矩阵L_rN中的第j列；

4)由3)得到的节点负荷系数抽样矩阵L_rN继续进行筛选，其中L_r,a和L_r,b分别表示第a次和第b次抽样时得到r个负荷节点的负荷系数矩阵；当其任意的两组节点的负荷系数矩阵存在使得min(L_r,a)＞max(L_r,b)，表示相比于第b列的节点的负荷系数矩阵，第a列节点的负荷系数矩阵能使系统更加接近崩溃状态，则保留节点负荷系数矩阵L_rN中的第a列，删除节点负荷系数矩阵L_rN中的第b列，将剩余的接近崩溃状态的节点负荷系数保存为新的节点负荷系数矩阵L_r×S；

5)将3)、4)筛选出使系统更加接近崩溃状态的负荷增长系数矩阵L_r×S与对应的DG出力矩阵进行连续潮流计算，将系统所有节点负荷按等比例增长负荷至系统的崩溃状态，可以获得系统临界状态下的负荷系数增长矩阵。并求出该状态下所对应的负荷系数矩阵及崩溃电压矩阵；

6)采用N-1故障分析法随机断开馈线支路，模拟系统网架结构的变化，假设系统中包含传输线路L条，用l表示系统的各种网架结构，当系统处于正常状态时，l＝0，当系统发生N-1的故障时，断开故障线路编号为l(1<l<L)。并且对步骤3)中的1)-5)进行反复，计算不同网络拓扑结构下系统崩溃系数矩阵及崩溃电压矩阵；

步骤4计算节点电压薄弱点评估指标，包括节点崩溃电压均值和节点崩溃电压方差；

假设系统中包含系统节点总数M个和传输线路L条，k(1<k<M)用来表示系统的节点。用l表示系统的各种网架结构，当系统处于正常状态时，l＝0，当系统发生N-1的故障时，断开的故障线路编号为I(1<I<L)；

1)节点崩溃电压均值定义为节点k的崩溃电压均值与状态概率的乘积，如下式：

P_l为运行状态l时系统的状态概率，E_lk为运行状态l时，对应节点k的崩溃电压正态分布均值。当NCVMVk指标越小时，表示系统节点k越薄弱；

2)节点崩溃电压方差定义为节点k的崩溃电压均值与状态概率的乘积，如下式：

P_l为运行状态为l时，对应节点k的崩溃电压正态分布均方差；当NCVSDk指标越大时，表示系统节点k越薄弱。

2.根据权利要求1所述的一种主动配电网的电压薄弱点辨识方法，其特征在于，步骤2中，改进的二分搜索法的步骤如下：

确定潮流第一次出现不收敛情况时对应的节点负荷系数。从节点负荷系数α＝1的时候开始进行记录，若在第j次迭代的潮流计算时，出现潮流不收敛的情况，并把此时的节点负荷系数记为αmax，把在经过j-1次迭代时所计算出的负荷增长系数记为αmin；

在区域[αmin，αmax]内搜索使系统最接近临界崩溃情况下的负荷增长系数α。其中，αmid为αmin与αmax的中值，根据αmid修改系统负荷数据并进行潮流计算。当潮流的计算是收敛的，那么就会将αmin替换为αmid；如果不是收敛的，则将αmax替换为αmid，而后在对新的αmid进行一直重复进行潮流计算，直到达到误差的允许范围。