電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及配電網(wǎng)絡規(guī)劃技術領域，特別設及一種電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置 方法。
【背景技術】
[0002] 電壓暫降或下跌是指供電電壓有效值在短時間內(nèi)突然下降又回升恢復的現(xiàn)象。在 電網(wǎng)中，該種現(xiàn)象的持續(xù)時間大多為0. 5秒至1. 5秒。國際電氣與電子工程師協(xié)會將電壓 暫降定義為供電電壓有效值快速下降到額定值的90%至10%，然后回升至正常值附近；而 國際電工委員會則將其定義為下降到額定值的90%至1%，持續(xù)時間為10毫秒至1分鐘。 電壓暫降的時間過長，會導致設備非正常停機。隨著高新科技的不斷發(fā)展，大量對電壓暫降 極為敏感的精密設備被廣泛應用于各行各業(yè)，為人們生產(chǎn)生活帶來了極大便利。與此同時， 由電壓暫降引起的經(jīng)濟損失和用戶抱怨等問題也日益凸顯。在電網(wǎng)中準確有效地監(jiān)測電壓 暫降事件，是客觀反應電力用戶受電壓暫降擾動程度W及合理制定電壓暫降治理措施的必 要前提。
[0003] 考慮到成本約束，不可能在所有母線處安裝電壓暫降監(jiān)測裝置，由此誕生了針對 電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法。電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法主要思路為：從 構建電壓暫降監(jiān)測網(wǎng)絡的角度出發(fā)，基于系統(tǒng)元件參數(shù)和網(wǎng)絡拓撲結構，并結合電壓暫降 產(chǎn)生機理和傳播機理，W最少的監(jiān)測節(jié)點構建覆蓋整個電網(wǎng)的監(jiān)測網(wǎng)絡。監(jiān)測節(jié)點可觀域 (MRA，monitorreacharea)是指能觸發(fā)監(jiān)測裝置記錄電壓暫降事件的短路故障發(fā)生區(qū)域， 傳統(tǒng)電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法基于MRA原理，并假設發(fā)生電壓暫降時所有短路故 障的故障電阻值均為0,將發(fā)生短路故障時的節(jié)點電壓與設定的電壓闊值進行比較，構建電 壓暫降可觀性矩陣：
[0004]
【主權項】
1. 一種電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法，其特征在于，包括： 基于電網(wǎng)拓撲和系統(tǒng)參數(shù)獲得臨界故障電阻矩陣； 根據(jù)故障電阻隨機分布特性和所述臨界故障電阻矩陣建立不等式約束； 以監(jiān)測節(jié)點數(shù)量最少為目標，獲得滿足所述不等式約束的最優(yōu)監(jiān)測節(jié)點配置方案。
2. 根據(jù)權利要求1所述的電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述基于 電網(wǎng)拓撲和系統(tǒng)參數(shù)獲得臨界故障電阻矩陣包括： 獲得短路故障點的自阻抗以及短路故障點和監(jiān)測節(jié)點之間的互阻抗； 根據(jù)所述短路故障點的自阻抗以及短路故障點和監(jiān)測節(jié)點之間的互阻抗，獲得發(fā)生不 同類型短路故障時所述監(jiān)測節(jié)點的各相電壓幅值關于所述短路故障點處故障電阻值的函 數(shù)； 以所述監(jiān)測節(jié)點的各相電壓幅值等于預設的電壓閾值反解所述監(jiān)測節(jié)點的各相電壓 幅值關于所述短路故障點處故障電阻值的函數(shù)，以獲得發(fā)生不同類型短路故障時所述短路 故障點的臨界故障電阻值； 根據(jù)發(fā)生不同類型短路故障時所述短路故障點的臨界故障電阻值構建所述臨界故障 電阻矩陣：
其中，/ζ.,.是所述臨界故障電阻矩陣，t是短路故障類型，η是設定的短路故障點數(shù)量， b是可作為監(jiān)測節(jié)點的節(jié)點數(shù)量，所述臨界故障電阻矩陣中任意元素/取值即為在 故障點i處發(fā)生t類短路故障時對應監(jiān)測節(jié)點j的臨界故障電阻值。
3. 根據(jù)權利要求2所述的電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述短路 故障點的自阻抗根據(jù)= (I -/) Z('," +/_Z:V. + 2/(1 +/〇 -/)z二獲得，其中，f是位 于線路u-v之間短路故障點；c = 0、1、2,分別表示零序、正序和負序；是所述短路故障 點f的各序自阻抗；1是所述短路故障點f與線路節(jié)點u之間的距離；^是線路節(jié)點u的 各序自阻抗；是線路節(jié)點V的各序自阻抗；Zi 1,是線路節(jié)點u與線路節(jié)點V之間的各序 互阻抗；2二是線路u-v的各序阻抗。
4. 根據(jù)權利要求3所述的電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述短路 故障點和監(jiān)測節(jié)點之間的互阻抗根據(jù)^^. = +獲得，其中，m是監(jiān)測節(jié)點； 是所述短路故障點f和所述監(jiān)測節(jié)點m之間的各序互阻抗；是所述線路節(jié)點u與 所述監(jiān)測節(jié)點m之間的各序互阻抗；Zfn是所述線路節(jié)點v與所述監(jiān)測節(jié)點m之間的各序 互阻抗。
5.根據(jù)權利要求4所述的電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法，其特征在于，發(fā)生A相接 地短路故障時，所述監(jiān)測節(jié)點m的各相電壓幅值關于所述短路故障點f處故障電阻值的函 數(shù)為：
發(fā)生B、C相間短路故障時，所述監(jiān)測節(jié)點m的各相電壓幅值關于所述短路故障點f處 故障電阻值的函數(shù)為：
發(fā)生B、C兩相接地短路故障時，所述監(jiān)測節(jié)點m的各相電壓幅值關于所述短路故障點 f處故障電阻值的函數(shù)為：
發(fā)生三相短路故障時，所述監(jiān)測節(jié)點m的各相電壓幅值關于所述短路故障點f處故障 電阻值的函數(shù)為：
其中，Vna是所述監(jiān)測節(jié)點m的A相電壓幅值，V _是所述監(jiān)測節(jié)點m的B相電壓幅值， vm，c是所述監(jiān)測節(jié)點m的C相電壓幅值，α是旋轉因子e ，Rx是所述短路故障點f的故 障電阻值。
6. 根據(jù)權利要求5所述的電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述根據(jù) 故障電阻隨機分布特性和所述臨界故障電阻矩陣建立不等式約束包括： 建立與決策向量W1 d2…db]對應的決策方案臨界故障電阻矩陣：
其中，是所述決策方案臨界故障電阻矩陣，所述決策方案臨界故障電阻矩陣 中任意元素取值為, dj是所述決策向量[di d2…士]中任意元素，
根據(jù)所述臨界故障電阻矩陣和所述決策方案臨界故障電阻矩陣4獲得短路故障 點i引起電壓暫降的電壓暫降可觀率：
其中，是所述短路故障點i引起電壓暫降的電壓暫降可觀率，是所述決策方 案臨界故障電阻矩陣中第i行元素的最大值，乂?是所述臨界故障電阻矩陣中第 i行兀素的最大值，Rimin是所述短路故障點i的故障電阻最小值，f (Rix)是所述短路故障點 i處故障電阻的概率密度函數(shù)，Rix是所述短路故障點i的故障電阻值； 根據(jù)所述短路故障點i對應的電壓暫降可觀率建立所述短路故障點i的不等式約束：
其中，β是電壓暫降可觀率閾值。
7. 根據(jù)權利要求6所述的電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述以監(jiān) 測節(jié)點數(shù)量最少為目標的目標函數(shù)為：
【專利摘要】一種電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法，包括：基于電網(wǎng)拓撲和系統(tǒng)參數(shù)獲得臨界故障電阻矩陣；根據(jù)故障電阻隨機分布特性和所述臨界故障電阻矩陣建立不等式約束；以監(jiān)測節(jié)點數(shù)量最少為目標，獲得滿足所述不等式約束的最優(yōu)監(jiān)測節(jié)點配置方案。本發(fā)明提供的電壓暫降監(jiān)測節(jié)點的優(yōu)化配置方法，將短路故障點的故障電阻引入到監(jiān)測節(jié)點優(yōu)化配置模型中，消除了電壓暫降的監(jiān)測盲區(qū)。
【IPC分類】G01R31-08
【公開號】CN104880643
【申請?zhí)枴緾N201510313399
【發(fā)明人】陳禮頻, 王海燕, 任志超, 曹開江, 胥威汀, 劉旭娜, 馬瑞光, 汪偉, 陳謙, 張全明, 杜新偉
【申請人】國網(wǎng)四川省電力公司經(jīng)濟技術研究院, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月9日