基于相量测量的电网拓扑结构变化辨识

《基于相量测量的电网拓扑结构变化辨识》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、基于相量测量的电网拓扑结构变化辨识摘要相量测量单元（PMU）是一个日益重要的方法，主要功能是监测电网状态和快速检测因负荷下降引起的电网拓扑变化。相量电压由各点电流的幅值测量而来。如果一串或一个负载被切除，整个电网的功率流向就会变化，根据已知的物理定律和相应的相量测量的功率分布变化。本文提出一种方法来，从相量测量电网电流拓扑和考虑将PMU在配电系统中的节点实现以单线路故障提高灵敏度为设计目标。在相量测量的功率计算的情况下，所有的输电线路投入和备用方案，其中每一条线路单独切除。这些概率是在等可能的情况下，通过蒙特卡

2、罗模拟与随机负荷分布的联合分布的相量测量的函数。我们使用日志样密度估计相量的边际分布和折合成一个多元高斯来获取重要的相关性。根据不同的灵敏性，中断线切除，PMU放置在网格。一个高效的搜索算法被证明为PMU的位置放置单线路中保证良好的灵敏度。 1.引言电网运营商必须了解电网拓扑结构和需求，为了发电和调度的合理运行以及电网的稳定和安全。输电网运营商有着悠久的历史，使用状态估计法监测和规划电网，但在配电网实时测量时是极少用到的，必须推断。状态估计法是电网的一个重要研究课题[20，28，22，21，27，1，23，4]

3、。估计电网状态通常分为两个相互关联的阶段。一个阶段是状态估计，在模拟量估计电压所有的位置和功率流向的所有线路。另一阶段是拓扑处理和拓扑错误检测，断路器状态信息是用来跟踪当前的拓扑结构电网和计算拓扑结构检测和校正。这两个阶段的迭代和组合的过程称为广义状态估计。未来智能电网将更加自动化，越来越多的将状态和拓扑估计技术用在配电网中。参考[9]提供了一个很好的概述，在智能电网发展中出现的状态估计是一个挑战。1.1综述相量测量单元（PMU）是传感器放置在电网节点实时采集电波形的同步测量。同步实时测量是一种对比传统的缓慢采

4、样注入测量的时间精度更好，从而解决了测量节点之间的相位差。PMU是革命性的方法用于监测和调控电网。这两种拓扑错误检测[16]的区域（例如，击落线检测）应用在配电网中。首先，我们要简化和扩展模型库的分类方法和数据分析工作。其次，我们使用新的技术作为一个简单程序的一部分，确定好PMU的位置。 许多拓扑检测器使用比较简单的统计方法，开始时假设它的拓扑结构和在修改它的基础上检查状态估计残差（例如，[28，4]）。最近的工作，使用一个预定义的拓扑结构的检测[23，1618]。贝叶斯方法估计的概率分布模型库中给定的观测数据

5、。本文还使用了一个模型库，并延伸它的想法[16]，在其中搜索的拓扑结构收益与稀疏的测量不足来确定完整的模拟状态网格。我们也证明了该方法的技术部分是正确的，确定好PMU的位置。功率流向方程（讨论）是非常重要的，它可以用来估计部分电力系统状态。这些非线性方程，可以解决计算要求，特别是对于大型网络，但实时的解决方案一般不可用。此外，测量是分布在配电网中的全状态估计，这是常规的传输网格。这里提出的方法满足这些，一个预计算步骤可以建立一个统计近似，用于实时测量可以减少很多比全模拟状态估计需要检测未知断线的输电线路或其他拓

6、扑错误运行求解。1节的其余部分是对拓扑错误检测和PMU优化配置问题提出工作的概述。第2节讨论的是在其背景下，用于电气参数的功率流向方程，随机产生的负载。3部分介绍了基于蒙特卡罗的拓扑故障检测（即系被击落）使用日志样Copula模型代表在一个已知的网格拓扑下，相量数据的联合分布。4节运用故障检测37总线配电网。5节提供选择一组总线为单线路故障灵敏度好PMU仪器一个有效的方法。6节利用PMU的37总线网络。第7节讨论的工作，是扩大这些方法的实用性的想法。1.2拓扑错误检测概述拓扑错误，在电力系统的运行中是想不到的变

7、化。网络互连的拓扑处理系统，接收断路器状态数据，跟踪，母线（节点）连接到一个拓扑处理系统。例如断线的输电线路通常用在控制中心断路器状态检测数据。然而，有时断路器的状态是错误的并随拓扑结构的变化而变化，只检测模拟测量。此外，更自动化的智能配电网将需要识别突变的拓扑，来实现系统更快速地处理突变。在电力系统中识别拓扑错误的传统方法[5]比较残差估计的模拟状态（如电压和流量的残差），来预测网络中许多可能的故障。另一种广泛应用的方法[6]检测拓扑错误，使用归一化的拉格朗日乘子从一个约束的非线性最小二乘法的状态估计问题。拉

8、格朗日的方法已经扩展到一个更有效的方法，使用贝叶斯假设检验，并避免了18个大量替代拓扑结构的状态估计。拓扑错误检测的最新进展是基于PMU，跨多个总线的位置，比较阶段提供GPS时间，来确保足够精确电压测量的有效性。跟踪算法，如无迹卡尔曼滤波，被应用到PMU数据流[26]动态估计电力系统状态和快速检测异常如短线的输电线路引起的突然变化。一二级状态估计已提出[29]，PMU数据处理变电站估计