[发明专利]一种电网系统不完全可观的PMU优化配置方法

摘要

本发明的发明目的是设计一种算法简单，能够资金有限的情况最大可能的发挥PMU监测功能的电网系统不完全可观的PMU优化配置方法，其具体的技术方案是在PMU数量小于电网节点数量的情况下，通过计算PMU安装在电网系统中不可观深度得出有限可选的方案作为备选方案，再通过概率可靠性评估，得出一种最优的PMU配置方案。采用上述方案，可确定一种使概率可靠性增量价值最大的PMU优化配置方案，对于电网投入资金不足时，电网配置部分PMU装置具有实际的应用价值。

主权项

一种电网系统不完全可观的PMU优化配置方法，其特征在于，所述PMU优化配置方法包括以下步骤：步骤1：确定电网系统节点的关联矩阵A，可用PMU的数量m和系统的节点数n(m＜n)；步骤2：比较m个PMU配置在任意组合m个节点时各个节点的不可观深度的值，选择其中最大的不可观深度值作为此次配置的系统不可观测深度η_s；步骤3：穷尽步骤2，得到所有系统不可观测深度η_s的最小值min{η_s}和出现min{η_s}的个数t；步骤4：如min{η_s}的个数t＝1，则相应的PMU配置为最优配置方案，否则对相应的t种方案进行概率可靠性评估，得出一种最优配置方案；概率可靠性评估包括以下步骤：步骤一：选取t种PMU配置方案之一，计算该种配置方案所需费用ΔC；步骤二：计算该种配置方案的超负载概率的可靠性指标APRI、电压超越界限概率可靠性指标VPRI、电压稳定性概率可靠性指标VSPRI和削减负荷概率可靠性指标LLPRI；其中：$APRI=\underset{i\∈\left\{S\right\}}{\Σ}{\mathrm{Probability}}_i\·\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}\frac{S_{overload\_j}-S_{max}}{S_{max}}$上式中，{S}为电力系统中所有可能出现的故障的集合；n为故障i能够引起整个电力系统中超负载的全部支路的数目；S_{overload_j}为超负载支路j上的负荷；S_max为支路上可以承担功率容量的最大值；其中$VPRI=\underset{i\∈\left\{S\right\}}{\Σ}{\mathrm{Probability}}_i\·\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}\left|\frac{V_{violate\_j}-V_m}{V_m}\right|$上式中，n为故障i能够引起整个电力系统中节点电压超过上界限和下界限的所有节点的数目；V_{violate_j}为超越界限节点j的电压；V_m为节点电压的最大界限或者最小界限；其中：$VSPRI=\underset{i\∈\left\{S\right\}}{\Σ}{\mathrm{Probability}}_i\·{\mathrm{VSI}}_i$上式中，VSI_i为故障i能够引起整个电力系统中电压的稳定情况，如果故障可以造成电压的不稳定，则VSI_i＝1，否则VSI_i＝0；其中：$LLPRI=\underset{i\∈\left\{S\right\}}{\Σ}{\mathrm{Probability}}_i\·\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}\frac{L_{loss\_j}}{L}$上式中，n为故障i能够引起整个电力系统中削减负荷的所有节点的数目；L_{loss_j}为节点j的削减负荷的量；L为系统中所有的负荷量；步骤三：计算综合概率可靠性指标TPRI；其中：TPRI＝ω₁×APRI+ω₂×VPRI+ω₃×VSPRI+ω₄×LLPRI；上式中，ω₁、ω₂、ω₃和ω₄为权重因子；步骤四：计算概率可靠性增量价值PIRV；其中：$PIRV=\frac{\mathrm{\Δ}TPRI}{\mathrm{\Δ}C};$上式中，ΔTPRI为电力系统经济项目投资之前与之后TPRI的增加量；步骤五：重复步骤一至四，计算所有t种PMU配置方案的PIRV，选取PIRV最大值的配置方案作为最优配置方案；其中：不可观深度为在电力系统存在的最大的不可观测区域中所含有的母线的个数。