[发明专利]考虑用户经济损失风险的暂降监测装置多目标优化配置方法

说明书

本发明公开了一种考虑用户经济损失风险的暂降监测装置多目标优化配置方法，根据系统中母线节点各序阻抗，计算发生故障时，敏感母线节点的暂降幅值，进而得到判别矩阵和线路参数矩阵，利用切比雪夫迭代法计算系统不同母线的暂降域；计算不同线路因短路产生暂降从而导致的经济损失；以暂降能够被完全可观为约束条件，以暂降监测装置数目最少为一级目标，以最大范围覆盖发生暂降时导致用户严重经济损失的区域为二级目标，形成考虑暂降经济损失的监测装置多目标优化配置模型。本发明解决以往配置方法忽略不同区域发生暂降对用户造成损失的不一致性这一缺陷，并克服了传统方法因多解问题难以确定最优解的困难，最终得到符合工程需求的最优配置方案。

技术领域

本发明涉及电能质量监测技术领域，具体为考虑用户经济损失风险的暂降监测装置多目标优化配置方法。

背景技术

国际电气与电子工程师协会(IEEE)将电压暂降(voltage sag)定义为供电电压有效值快速下降到0.1～0.9p.u.，持续时间为0.5个周波至1min的电能质量现象。

电压暂降是对敏感设备影响最严重的扰动，且无法避免，建立合理有效的暂降监控系统，为故障位置计算提供准确可靠的数据非常重要，可以有效节省电力公司切除故障所需的时间，提高电力系统供电的稳定性，极大降低暂降导致的经济损失。实际电网运行过程中，在所有节点安装监控设备是不可能也没必要的，这会造成极高的经济成本和过多不必要的监测反馈数据，也将为实时的数据传输和分析造成困难，因此合理配置适量暂降监测装置具有重要的实际意义。

系统中不同位置的节点具有不同的重要性，暂降监测装置除了满足配置数目最少及全网暂降可观的基本要求外，还应该根据不同节点的重要性予以侧重放置。

以往基于监测装置覆盖区域矩阵的暂降监测装置优化配置方法，通常仅注重监测装置的数目多少以及暂降能否被完全观测，然而由此得到的监测方案并不唯一，难以获得最优解。这是由于在配置过程中默认系统中所有节点同等重要，忽略了系统实际运行过程的复杂性，导致寻优条件不足无法得到最符合工程实际需求的配置方案。

实际上，长期以来电力公司的首要任务就是满足用户用电需求。当出现电压暂降问题时，电网安全稳定运行受到威胁，终端用户则可能面临设备停止工作、误动作、效率降低或者使用寿命缩短等问题，严重影响了用户用电的经济性和安全性。提高暂降发生时对用户损失影响严重的区域的监测可靠性和冗余性，有助于及时分析暂降的严重性，并采取相应暂降治理措施，第一时间减小用户的经济损失，尽可能满足用户用电需求。

电压暂降可观性矩阵为公知性方法，其实现步骤为：

步骤1.利用短路计算公式求解各种故障类型下不同线路分段中发生故障时，不同节点的三相电压幅值。

步骤2.单一故障发生时，取节点三相电压幅值中绝对值较小的一相作为节点此时的暂降幅值。

步骤3.比较暂降幅值与暂降阈值的大小形成电压暂降可观性矩阵M^w：

其中，n表示系统节点数，s表示系统中的线路分段数，上标w取值0、1、2、3分别表示系统发生三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。矩阵M^w是二进制矩阵，其元素取值规则如下：

其中，a＝1,2,...,n，b＝1,2,...s且V_ab代表分段a发生短路时，母线节点b处的暂降幅值；V_th表示暂降监测装置整定的阈值。当线路段a发生短路故障并导致节点b处暂降幅值低于阈值时，监测装置能监测到暂降发生，从而矩阵中的对应元素m_ab取值为1；反之，不能被监测时对应元素取值为0。由此看来，M^w矩阵中的行能够用于刻画对应节点的暂降监测范围，若能通过合理选取部分节点安装监测装置使其监测范围的并集能覆盖整个系统，就能实现暂降的全网可观性。