[发明专利]基于最优分区的主动配电网分布式区间状态估计方法

说明书

本发明公开一种基于最优分区的主动配电网分布式区间状态估计方法，步骤是：首先通过粒子群算法寻求主动配电网的最优分区；考虑配电网系统中的众多节点对配电网建立三相区间数学模型；根据三相区间数学模型进行分布式求解，设计分布式状态估计的算法。此种方法弥补了当前状态估计方法在分布式计算速度上的不足，提高了状态估计算法的精度与效率，为配电网的安全评估故障定位提供了理论支撑。

技术领域

本发明属于主动配电网分布式状态估计技术领域，特别涉及一种基于最优分区的主动配电网分布式区间状态估计方法。

背景技术

主动配电网规模庞大、网络拓扑灵活多变、运行工况复杂，集中式主站的存储、计算资源以及全局通信宽带面临着巨大的压力，此外大规模的优化模型集中式求解方法效率较低，难以满足在线计算的需求，因此基于配电网的分区，构建分布式无功优化模型进行状态估计对现有状态估计方法的性能有很高的提升效果。

一般而言，正常使用的配电网模型主要有：概率模型、模糊模型和区间模型。然而，构建概率模型或模糊模型进行基于概率分布的状态估计和基于模糊理论的状态估计，在求解时有巨大的复杂度，需要较长的计算时间，与对状态估计的实时性需求相违背，而且很多时候，对功率的概率分布等参数难以量测。绝大多数时候，只有系统功率波动的上下限较为容易获取，所以考虑地理位置和拓扑结构划分子区域对系统进行三相区间建模有更高的可行性。

近年来的配电网接入更多的分布式电源，使用传统的状态估计方法，系统的维数很高，方程数值稳定性差，收敛速度慢，影响了状态估计的实时性，所以使用分布式状态估计减少计算量提高计算速度很有必要。

基于以上分析，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于最优分区的主动配电网分布式区间状态估计方法，其可弥补当前状态估计方法在分布式计算速度上的不足，提高状态估计算法的精度与效率，为配电网的安全评估故障定位提供理论支撑。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于最优分区的主动配电网分布式区间状态估计方法，包括如下步骤：

步骤1，首先以电气距离作为分区依据，通过粒子群算法寻求符合主动配电网分区指标的最优分区；

步骤2，考虑配电网系统中的众多节点，根据地理位置和拓扑结构划分子区域，各子区域的重叠点作为关键量测点，部署μPMU，选取μPMU量测的三相电压幅值和相角作为状态变量对配电网建立三相区间数学模型；

步骤3，根据三相区间数学模型进行分布式求解，设计分布式状态估计的算法。

上述步骤1中的电气距离描述各节点间的耦合程度，某节点状态变量发生明显的扰动时，若存在另一节点的状态变量相应地产生了明显的变化，则此两节点相互影响较大，耦合度较高，即这两个节点的电气距离较长；反之，若存在另一节点状态变量未产生明显变化，则说明此两节点相互影响较弱，耦合度较低，即这两个节点的电气距离较短。

上述步骤1中的电气距离定义为系统中任意两节点之间的灵敏度。

系统中任意两节点之间的灵敏度的参数表示为：

其中，α_ij为节点i与节点j之间的电压幅值灵敏度参数，V_i为节点i处的电压幅值，V_j和Q_j分别为节点j处的电压幅值和节点无功注入功率。

对于某两个节点i以及j而言，由于线路的参数导致α_ij与α_ji由于线路的参数导致不相等，但对于不同的两点而言，其距离并不存在由于方向而导致的差异，故而将α_ij与α_ji进行求积以消除这种差异，所以电气距离可以表示为：