[发明专利]一种基于线性电路的三相配电网可观测性分析方法

说明书

本发明涉及一种基于线性电路的三相配电网可观测性分析方法，属于电力系统调度自动化与电网仿真技术领域，本发明首先完成三相配电网各类量测建模，其次基于量测雅可比矩阵的秩分析得到三相系统中不可观测支路，最后根据支路可观测性分析结果得到系统可观测岛。该方法可处理三角型连接的线电压量测和功率量测，能够处理分布式电源对可观测性的影响，能够处理配电变压器档位的可观测性分析。

技术领域

本发明涉及电力系统中电网状态估计领域，特别是涉及一种基于线性电路的三相配电网可观测性分析方法。

背景技术

传统可观测分析方法主要包括拓扑法、数值法和混合法，其共同特点是都采用正序模型，未考虑三相不平衡量测模型和三相网络模型，未考虑分布式电源对可观测性分析的影响。此外，传统可观测性分析仅考虑支路功率和节点功率量测对可观测性的影响，并假定有功和无功量测成对出现。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于线性电路的三相配电网可观测性分析方法，是一种更为通用的可观测性分析方法，能够处理所有三相量测和三相不平衡的配电网络模型。

本发明采用以下方案实现：一种基于线性电路的三相配电网可观测性分析方法，包括以下步骤：

步骤S1：建立三相配电网设备量测模型；

步骤S2：基于量测雅可比矩阵的秩分析，判断支路是否可观，从而得到三相配电网中的不可观测支路；

步骤S3：根据不可观测支路分析结果，形成三相配电网的可观测岛。

进一步地，在所述步骤S1中，建立三相配电网设备量测模型，具体为：

在建立所述量测建模时，对于三相配电网中的配电变压器采用一种新的三相建模方法，星型或三角型接法配电变压器都用基本单绕组变压器单元组成；在进行可观测性分析中，增加虚拟节点作为待求状态节点，增加原边和副边的支路电流作为待求变量，则虚拟量测方程表示成：

其中，t是变压器档位，i、j、k、m是节点编号，表示复数电流，表示复数电压；

在建立所述量测建模时，对于线电压量测，其量测方程表示为：

其中，| |表示复数量的模，U^mea表示线电压量测值，i、j是三相网络的节点编号；

在建立所述量测建模时，对于分布式电源，其零序和负序电流常控制为0，补充分布式电源注入电网的三相电流作为待求变量，对于分布式电源，补充量测方程为：

其中，及分别为分布式电源支路i的零序及负序电流，分别为分布式电源支路i的三相线电流，α＝e^j120；

在可观测性分析中，待观测变量除节点电压幅值和相角外，还包括配电变压器档位、配电变压器原边和副边的支路电流、分布式电源注入电网的电流，则所有的功率量测都通过设定节点电压为额定电压转化为电流量测，方程为：

其中P^mea和Q^mea分别表示有功和无功量测；

如果节点功率仅存在有功功率量测，则有功功率量测可以表示为：

如果节点功率仅存在无功功率量测，则无功功率量测可以表示为：

由此，整个配电网络的量测模型都由线性电路方程表示完成。