智能配电网状态估计与量测配置

高级配电运行(Advanced Distribution Operation,简称ADO)是智能电网的主要组成之一。ADO主要的功能是使系统可自愈。为了实现自愈,电网应具有灵活的可重构的配电网络拓扑和实时监视、分析系统目前状态的能力。配电快速仿真与建模(Distribution Fast Simulation and Modeling,简称DFSM)是ADO的核心软件,其中包括风险评估、自愈控制与优化等高级软件系统,为智能电网提供数学支持和预测能力,以期达到改善电网的稳定性、安全性、可靠性和运行效率的目的。配电网状态估计为DFSM的高级软件系统提供全面准确的实时数据,是DFSM的重要基础和研究难点之一。本文的主要工作如下: 1、基于配电线路、配电变压器、并联电容器以及负荷等三相元件的详细数学模型和OpenDSS(Open-source Distribution System Simulator)软件平台建立了配电网的三相状态估计算法。该算法以节点电压的实部和虚部作为状态变量,计及了变压器或调压器的绕组连接组别和变压器的分接头,可以对三相不平衡状态进行估计。计算表明可获得较高的估计精度。 2、利用Sherman-Morrison公式推导出了状态变量的方差和量测之间的数学关系表达式,并基于该表达式建立了新的量测评估和配置优化方法。同现有方法相比,该法避免了组合爆炸的产生,能够快速确定量测装置的类型和安装地点,在保证状态估计精度的条件下使得安装量测的费用最低。同时该方法具有优化结果好,理论依据明确的优点。从而为现有量测系统的评估和优化,以及新建配电网的量测配置规划提供了理论与技术支持。同时基于OpenDSS平台,使用VB语言实现了该量测评估和配置优化方法的编程。IEEE13节点和IEEE34节点的配网算例表明了该方法的有效性。