[发明专利]基于单相用户功率特性的低压配电网三相平衡方法

权利要求书

1.一种基于单相用户功率特性的低压配电网三相平衡方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，通过SCADA系统获得低压配电网n个用户的总日负荷矩阵P，对总日负荷矩阵P进行归一化处理，获得标准化总用户日负荷矩阵D；

步骤二，根据标准化总用户日负荷矩阵D，应用模糊分类方法对用户进行分类，具体包括：

S21，确定聚类有效性函数P'(U；c)；

式中，n是用户数目；c是分类数目；y＝1,2,…,c；u_xy表示为第x个用户属于第y类的隶属度，U是一个c×n阶的隶属度矩阵，由u_xy构成，D_x是第x个用户的日负荷功率矩阵P_x采用极大值标准化后的标幺值矩阵，x＝1,2,...,n；V_y为第y类的分类中心，为所有用户到V₀的距离之和；是用户的中心；是可能性划分系数；

S22，使用FCM聚类算法分别求出c从2到n的隶属度矩阵U和聚类中心V，c是分类数目；

所述聚类中心V为：

V＝[V₁ V₂…V_y…V_c]^T (5)

V_y＝[V_y1 V_y2…V_yt…V_y24] (6)

其中，V为聚类中心，V_y为第y类的分类中心，c为分类数目，V_yt为第y类的分类中心在采样点t时刻的特征量；

隶属度矩阵U是一个c×n阶的隶属度矩阵，隶属度矩阵U中的元素u_xy表示第x个用户属于第y类的隶属度，n是用户数目，c是分类数目，如果第x个用户为第k类，那么其隶属度满足以下限制条件：

u_xy∈[0,1] y＝1,2,...,c (7)

u_xk≥u_xy (9)

公式(7)表示隶属度u_xy都介于0和1之间，公式(8)表示第x个用户的全部隶属度相加为1，公式(9)表示当第x个用户为第k类时，第x个用户在k类的隶属度是c个分类中隶属度值最大的分类；

S23，使用聚类有效性函数计算获得最佳分类数目；

将每个c值相对应的隶属度矩阵U和聚类中心V分别代入聚类有效性函数公式(10)中，当P'(U^*；c^*)＝max{P'(U；c)}时，此时c^*是最佳的分类数目，此时的U^*和V^*为在最佳分类数据c^*时的隶属度矩阵和聚类中心，令c＝c^*、U＝U^*和V＝V^*；

S24，根据隶属度矩阵U将n个用户分为c类；

步骤三，以用户负荷功率为指标计算三相不平衡度，计算公式如下：

式中，k为A、B、C三相，p_k表示各相瞬时功率值；为瞬时三相平均功率，g_k为各相不平衡度；

步骤四，基于用户分类对三相不平衡度进行非线性整数优化治理；

S41，根据步骤二中对当前低压配电网中n个用户的分类，可以获得接入A、B、C各相的y类用户数分别为N_Ay、N_By、N_Cy，根据步骤二的聚类中心V，在采样点t时刻，

A相瞬时总功率为：

B相瞬时总功率为：

C相瞬时总功率为：

其中，N_Ay、N_By、N_Cy为A、B、C各相的y类用户数，c为分类数目，V_yt为第y类的分类中心在采样点t时刻的特征量，

则，t时刻三相瞬时不平衡度为：

则，全天平均三相不平衡度为：

S42，根据优化目标函数和约束条件，确定各类用户在A、B和C三相的用户数；

优化目标函数为全天平均三相不平衡度最小：

约束条件为：

根据目标函数和约束条件可计算获得y类用户在A、B和C三相的各相用户数，y＝1,2,…,c；

S43，根据计算获得的y类用户在A、B和C三相的各相用户数，对现有的y类用户所在相进行调整，使得调整后的y类用户在A、B和C三相的各相用户数与计算结果相同；

S44，将c类用户全部调整完成后，n个用户在低压配电网三相中的分布，使得低压配电网三相不平衡度最优。