[发明专利]一种广域同步智能传感器的优化部署方法

权利要求书

1.一种广域同步智能传感器的优化部署方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：确定复杂配网线路的节点数m，同时对复杂配网线路进行分类：按照负荷类型，将配网线路分为含敏感性负荷线路和普通负荷线路；按照节点类型，将普通负荷线路进一步分为含进出线交点线路和无进出线交点线路；

S2：若检测到含敏感性负荷线路，则装设GSS，将任意故障下的配网线路故障可监测区域矩阵I_s的对应位置设置为0；并执行步骤S5；若检测到普通负荷线路，则执行步骤S3；

对含敏感性负荷线路的GSS配置具体为：

假设配电网线路有m个节点，含敏感性负荷的节点数为n_sl，则含敏感性负荷的线路配置GSS数y₁如式(1)所示：

y₁＝n_sl (1)；

S3：若检测到含进出线交点线路，则将该节点存入任意故障下的配网线路故障可监测区域矩阵I_s；并执行步骤S5；

S4：若检测到无进出线交点线路，则存入无进出线交点线路节点矩阵D_s；同时将任意故障下的配网线路故障可监测区域矩阵I_s的对应位置设置为0；并执行步骤S5；

S5：对任意故障下的配网线路故障可监测区域矩阵I_s采用稀疏型MRA法计算交点线路最小GSS配置；

经含敏感性负荷的线路配置GSS后，含进出线交点线路需配置GSS的节点剩余数为m-n_sl，若进出线交点个数为n_io，则对于任意故障下的配网线路故障可监测区域矩阵I_s，表示为式(2)：

其中i_pq由式(3)表示：

式中，p＝1,2…m,q＝1,2…n，i_pq为q点发生故障或电能质量事件时p节点监测情况，i_pq为1代表p节点监测到故障或电能质量事件，i_pq为0代表p节点未监测到故障或电能质量事件；

任意故障下的配网线路故障可监测区域矩阵I_s是所有进出线交点线路的集合，因此I_s的每一行表示交点线路的MRA范围，值为1表示故障或电能质量事件在监测范围内，值为0表示故障或电能质量事件在监测范围外；

含进出线交点线路需配置GSS的目标函数为在含进出线交点线路安装GSS数最少：

式中，q＝1,2…m；x_q表示节点q处的广域同步智能传感器部署状态；

为了表征采用稀疏型MRA法的GSS配置结果，根据全网当前节点是否部署GSS，做如下定义，如式(5)、(6)所示：

X＝[x₁,x₂…x_m] (5)

其中X为配网线路中广域同步智能传感器部署矩阵；

含进出线交点线路配置的GSS数量y₂为：

y₂＝f (7)；

S6：对无进出线交点线路节点矩阵D_s采用线路观测盲点最小法计算非交点线路最小GSS配置，直至结束；

具体过程为：

首先，利用含敏感负荷线路和含进出线交点线路节点终端部署矩阵的并集和全网节点矩阵的补集，制订无进出线交点线路的节点矩阵，如式(8)所示：

式中，D_s为无进出线交点线路节点矩阵，C代表补集，E_1×m为1行m列的单位矩阵，为矩阵I_s的第一列，S_sl为含敏感性负荷线路的终端部署矩阵；

接着，定义无进出线交点线路的首端节点编号矩阵为D_s1、无进出线交点线路的末端节点编号矩阵为D_s2、无进出线交点线路的中端节点编号矩阵为D_smid，这三个矩阵可以表示为式(9)(10)(11)：

D_s1＝[s1₁ s1₂…s1_E]^T (9)

D_s2＝[s2₁ s2₂…s2_F]^T (10)

D_smid＝[smid₁ smid₂…smid_G]^T (11)

式中，E表示线路首端节点编号矩阵D_s1中的元素总个数，F表示线路末端节点编号矩阵D_s2中的元素总个数，G表示线路中端节点编号矩阵D_smid中的元素总个数；

然后，是线路观测盲点最小原则的具体方法：从无进出线交点线路节点矩阵D_s第一个节点号开始依次按节点号加一的规则取号，若第i+1个节点时出现D_s(1)+i≠D_s(i+1)，则表示i+1个节点不需要或已配置GSS，且完成一次循环；分别将本次循环中的首个节点号和D_s(i)号节点放入矩阵D_s1和D_s2中，分别计算本次循环矩阵D_s1和D_s2中节点号的故障比例S1、S2，该段线路的GSS配置决策函数可表示为式(12)：

若发生S1+S2＜1，则在线路中端节点编号矩阵D_smid新增该段线路中间节点，再采用上述方法确定分割后两段线路的GSS配置，不断重复，直至完全符合式(12)；当本次循环的D_s1到D_s2的线路配置完毕，再从D_s(i+2)号节点开始继续按节点号加一的规则取号和配置GSS；

最后，无进出线交点的线路GSS配置数量为y₃，因此，整个配网配置的GSS数量y可表示为式(13)：

y＝y₁+y₂+y₃ (13)

式中，y为整个配网配置的GSS数量，y₁为含敏感性负荷线路配置的GSS数量，y₂为含进出线交点线路配置的GSS数量，y₃为无进出线交点线路配置的GSS数量。