[发明专利]一种基于同步相量量测的电力系统网络拓扑分析方法

摘要

本发明提出一种基于同步相量量测的电力系统网络拓扑分析方法，属于电力系统运行和控制领域。该方法首先建立电力系统网络拓扑分析规则；获取某个断面电网所有厂站PMU测量数据，包括每个厂站进出线和母线的电压幅值相角和电流幅值相角；对于每个厂站，依次获取所有进出线相应的无电流阈值，判断该线路是否停运；利用不良数据阈值判断该厂站进出线电流量测是否存在不良数据；若无不良数据，则寻找该厂站进出线电流数据集合中是否存在满足条件的二分子集：若存在，则该厂站等效为2个节点；否则为1个节点；得到整个电网拓扑分析结果。本发明利用电网同步向量测量技术，不受采集开关量正确与否的影响，快速准确获取电力系统的网络拓扑结构。

主权项

一种基于同步相量量测的电力系统网络拓扑分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立电力系统网络拓扑分析规则；根据基尔霍夫电流定律，当一个厂站全部进出线的电流量测中无不良数据时，有以下规则成立：规则1：全部进出线电流之和的绝对值小于不良数据阈值η1；规则2：若厂站等效为2个节点记为节点A和节点B，则归属于节点A的进出线的电流之和的绝对值小于设定阈值η2；余下的进出线归属于节点B，且其电流之和的绝对值小于设定阈值η3；规则3：归属于节点A的全部进出线的电压幅值极差小于设定阈值η4，相角极差小于设定阈值η5；归属于节点B的全部进出线的电压幅值极差小于设定阈值η6，相角极差小于设定阈值η5；规则4：若一条进出线上的电流幅值大于该条线路的无电流阈值η7，则该条线路状态为运行，否则为停运；2)获取某个断面的电网所有厂站的全部同步相量测量单元测量数据，包括每个厂站所有进出线和母线的电压幅值相角和电流幅值相角；3)选取电网中任意一个厂站，该厂站全部进出线电流表示为电压表示为其中，符号上端的·表示测量数据为相量，即测量数据包含幅值和相角；L1,L2…Ln为每条进出线的编号，n表示进出线总数目，分别表示A相、B相、C相和正序；4)依次获取步骤3)选定厂站的所有进出线的线路额定电流幅值IN，N＝L1,L2…Ln，分别计算每条进出线线路相应的无电流阈值η7，表达式如下：η7＝5％×IN判断每条进出线线路是否停运：如果某条进出线的电流幅值大于该线路所对应的无电流阈值η7时，则标记该条进出线线路状态为运行；否则为停运；5)判断该厂站所有的进出线电流之和的绝对值是否小于不良数据阈值η1：若则说明该厂站的进出线电流测量数据中不存在不良数据，进入步骤6)；否则说明该厂站的进出线电流测量数据中存在不良数据，拓扑分析终止，返回步骤2)，重新获取下一个断面的同步相量测量单元测量数据；6)若存在两个互斥的非空子集和满足则将这样的子集称为的二分子集，搜索中所有的二分子集，判断是否存在二分子集使得下列公式成立：其中，和分别表示归属于节点A的进出线的电压幅值和相角；和分别表示归属于节点B的进出线的电压幅值和相角；range(.)表示极差，即最大值和最小值之差；若成立，则该厂站等效为2个节点，记为节点A和节点B，且属于集合的进出线归属于节点A，属于集合的进出线归属于节点B；若不成立，则该厂站等效为1个节点；该厂站的拓扑分析完成；7)重复步骤3)至步骤6)，完成对所有厂站的拓扑分析，最终获得整个电网的拓扑分析结果。