一种配电网抗差估计算法的研究.doc
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1、一种配电网抗差估计算法的研究引言 配电网是电力系统向用户供电的最后一个环节,连接电网与用户的重要纽带,是城市的关键基础设施1。随着社会经济飞速发展和人民生活水平提高,国家新型城镇化、智慧城市和节能减排战略的加快实施,配电网对供电安全性、可靠性、适应性的要求越来越高。配电自动化是提高配网供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、提高配网运行管理水平和优质服务水平、实现配电网高效经济运行的核心手段。 配电网的量测冗余度远低于输电网,在目前正在实施的配电网自动化工程中,大部分只有在配电变电站高低压侧有电压和三相功率量测,在馈线开关上一般只采集电流幅值量测。针对配电网的量测配置的现状,已有不少文献研究了配电
2、网状态估计。加权最小二乘法(WLS)估计器是被研究和应用最广泛的一类估计器,根据待求状态变量的不同可以分为以节点电压3,支路电流45、支路功率6为状态量的三类算法。 配电网量测系统中存在不良数据时,会使配电网状态估计的计算精度下降;当坏数据位于枢纽节点且量测误差较大时,甚至会导致整个系统估计结果严重偏离实际工况。抗差状态估计是指在无法排除坏数据时,能通过建立某种目标函数,充分利用有效数据、限制可疑数据、排除不良数据,最终得到最贴近系统实际运行状态估计值的一类估计方法。文献7提出了指数型目标函数电力系统抗差状态估计,该目标函数二次可微,与传统的抗差估计相比具有较强的计算性能。 1 状态估计模型
3、1.1 辐射状配网模型 配电网馈线的计算模型主要包含节点(母线)、支路(线路)以及等值负荷(考虑电容器组的配变高压侧功率),正常运行时呈辐射状,其支路模型如图1所示。 当线路较长时,不可忽略充电电容的影响,所以采用型等值电路等效。图1所示i-j支路为例,ij表示流经支路的电流,i为节点i的节点电压,支路电阻和电抗为Rij、Xij,Xcj为支路i-j的充电电容,Pi、Qi分别表示节点i的注入有功、无功功率。 1.2 MES目标函数 文章采用一种指数型状态估计目标函数的抗差估计模型,可以省去不良数据辨识的环节,从算法上抵御粗差。状态估计模型如下: 式中:x为配网的状态变量,m表示量测的个数;wi为
4、第i个量测的权重;zi表示第i个量测的量测值;hi(x)为第i个量测的量测函数;?滓为Parzen窗宽度;c(x)=0表示p维零注入等约束方程 1.3 系统量测方程 如图1所示的辐射状电网状态估计模型中,其量测方程包括: (1)电流幅值量测方程: (2)路首端有功功率和无功功率的量测测方程: (3)支路末端功率的量测方程: (4)路根节点i,j的电压幅值量测方程: (5)路末端节点j注入功率量测方程: 1.4 系统等约束条件 根据图1模型,可根据与节点j相连的下游支路k,l构成节点j的电压约束方程。 2 IEEE33节点算例 IEEE33节点算例单线图的拓扑结构2,线路的节点和支路的编号如图2
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