基于改进蝠鲼觅食优化SVM的配电网拓扑辨识

针对配电网的拓扑结构变化频繁的问题,提出了一种基于改进蝠鲼觅食优化支持向量机的配电网拓扑辨识方法.考虑到量测数据缺失的问题,提出了基于电压方差K近邻的缺失数据填补方法.利用改进蝠鲼觅食算法同时进行特征选择和支持向量机参数的优化,筛选出对配电网拓扑辨识最有效的部分电压幅值量测.所提方法仅需一个时间断面的部分电压幅值量测数据,且能处理不同类型的分布式电源,适用于量测不足的区县农村配电网,计算速度可满足在线应用需求.通过IEEE 33节点配电网和PG&E 69节点配电网验证了所提方法的有效性.     

基于电压聚类排序的中压配电网拓扑在线辨识方法

网络拓扑辨识作为配电网运行和管理的基础，随着城市配电网结构的日趋复杂以及运行安全性和可靠性需求的日渐提高，配电网拓扑辨识面临着严峻挑战。为此，本文提出一种基于电压聚类排序的中压配电网拓扑在线辨识方法。首先梳理了配电网的典型拓扑结构，分析了配电网运行时拓扑的多样性和拓扑辨识的重要性；其次，分析了中压配电网电压的分布特征和相似性，通过挖掘节点电压相似性中蕴含的拓扑信息，利用均值漂移算法辨识分支、利用平均电压法辨识分支结构，实现对配电网拓扑结构的准确辨识；最后，采用某东部城市的负荷曲线，通过算例验证了所提拓扑辨识方法的有效性及优越性。     

基于DSCADA和μPMU数据融合的配电网运行拓扑辨识

在配电网安装了配电网数据采集及监视控制系统（distribution network supervisory control and data acquisition, DSCADA）和部分节点安装少量微型同步相量测量装置（micro-synchronous phasor measurement unit, μPMU）情形下,提出了一种基于DSCADA和μPMU遥测数据融合的配电网运行拓扑辨识方法。首先,基于μPMU节点电压相位量测构建配电网拓扑变化时刻辨识模型,确定拓扑变化的时刻;然后,基于拓扑变化前后的节点电压变化,借助DSCADA和μPMU的遥测数据构建可能拓扑判据,缩小重构后可能拓扑的范围;最后,使用加权最小二乘法将DSCADA和μPMU遥测数据进行融合,估计出可能拓扑下的节点电压相位,并利用构建的拓扑相似度辨识模型辨识出实际拓扑。算例中考虑μPMU和DSCADA不同量测误差组合,对该算法辨识的准确性进行验证。     

数据驱动的三相配电网络拓扑与线路参数辨识

近年来,分布式电源、电动汽车、用户侧储能等大量接入配电网,对配电网的优化运行带来挑战。同时,分布式可再生能源的不确定性和用户用电差异性使得配电网三相处于不平衡的状态,对配电网安全经济运行提出了更高要求。然而,由于配电网中量测设备的限制,通常无法得到相角信息,难以有效辨识拓扑和参数信息。面对这些问题和挑战,该文提出无相角信息下数据驱动的三相配电网络拓扑与参数辨识方法。首先利用线性回归方法,得到无相位标签的拓扑和参数初值;然后以相关性为指标调整相序、拓扑以及参数;最后提出一种数据驱动的改进型Newton-Raphson法,得到精细的线路参数,恢复电压相角。通过爱尔兰真实负荷数据,在IEEE 34和123节点三相配电网中验证方法的收敛性和准确性。     

配电网动态拓扑与线路参数联合在线辨识方法

为了实现配电网拓扑和线路参数精确辨识,考虑拓扑结构的变化,提出一种基于智能电表量测数据的配电网拓扑与线路参数联合在线辨识方法。首先,利用不同拓扑结构下的历史量测数据,分别建立基于支持向量机(SVM)的多分类模型和基于线性回归的拓扑与线路参数辨识初始模型。然后,以SVM多分类模型实现在线量测数据与拓扑结构间的映射,得到拓扑与线路参数初值,并结合拓扑与线路参数辨识修正模型,获得精确的辨识结果。此外,为了提高数值稳定性,采用正交三角分解求解辨识过程中的线性方程。最后,通过算例仿真验证了该方法的有效性。     

高渗透率分布式电源按节点关键性接入配电网的运行风险评估

负荷出力波动性、分布式电源高渗透性和电力电子装备多样性使得配电网安全稳定运行分析的难度增加。为此,提出一种基于复杂网络理论和效用风险理论的配电网关键节点辨识方法,并进行了高渗透率分布式电源按节点关键性接入配电网的运行风险分析。考虑网络动态性和负荷时序性,计算不同时刻的线路电气介数,实现配电网加权拓扑动态建模;考虑配电网安全性、经济性和网络结构稳定性,建立多角度关键节点辨识指标体系,基于改进网络分析法和改进熵权法分别计算辨识指标主客观权重,结合逼近理想解排序法实现了不同时间断面的节点关键性综合评估与排序。最后,基于某地区实际配电网历史运行数据和设备参数建立仿真模型,进行高渗透率光伏电源按关键节点集合接入配电网的仿真分析,验证了所提方法可以有效提高配电网电压稳定裕度,降低支路负载率,推动复杂网络理论在城市能源互联网中的应用。     

基于量测信息的低压配电网阻抗拓扑模型构建

针对低压配电网阻抗拓扑模型不明确的问题,提出一种基于高级量测体系的低压配电网阻抗拓扑模型构建的在线识别方法。利用AMI提供的各用电用户电压数据,根据各负荷节点的电压相关性及辐射性网络节点电压分布特点,通过K-means聚类算法和用户间的皮尔逊电压相关系数分析原则,完成对低压配电网络拓扑模型的修正。根据修正后的台区拓扑结构中同一相别下智能电表所采集的序列数据,通过计算同一相别所有用户的相电压搭建优化问题模型,使得使用时间序列内不同电表数据计算得到的相电压矩阵方差最小,从而求得配电网线路阻抗参数,实现对配电网络的建模。通过实际算例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于节点注入功率的配电网运行拓扑辨识

配电网安全监控和数据采集系统(DSCADA)采集的遥信数据存在抖动和误动情况,导致基于遥信数据的配电网拓扑信息可靠性不高。通过微型同步相量量测单元(μPMU)多次采样的节点注入功率,构建基于节点注入功率量测的支路电压偏差的方差模型。采用Kruskal算法得到以支路电压偏差的方差为线路权重的最小生成树,实现对配电网拓扑运行结构的辨识。在此基础上,对比分析节点注入功率量测的采样次数以及网络复杂程度对拓扑辨识误差的影响。IEEE 33和IEEE 123节点系统仿真结果表明,该配电网运行拓扑辨识算法具有较好的可靠性和实用性。     

低压配电网拓扑异动自适应识别与校验

低压配电网拓扑信息对配电网安全运行、故障定位、线损分析等至关重要,但低压配电网拓扑因管理和运行的原因,低压配电网接线图与现场实际拓扑连接存在较大差异,因此有必要研究配电网拓扑异动的自适应识别。基于配电网节点采集电能时序数据,采用主成分分析与凸优化结合算法进行降维分析,通过提取主要特征,将拓扑识别问题转化为凸优化求解回归矩阵,进而识别出低压配电网拓扑结构。利用实际配电网中智能电表获取的电能量测数据及MATLAB随机生成5层31节点网络数据集,对所提方法进行算例验证,结果表明所提优化算法相比传统方法具有较高的识别速度及正确率。     

基于主动配电网运行特性的电压质量评估

主动配电网(active distribution network,ADN)在元件故障时可以主动组网隔离故障,实现部分持续供电。基于这一主动运行特性,计及主动配电网的多运行状态,提出了主动配电网的电压质量评估方法。首先对元件的状态持续时间抽样得到系统的状态与持续时间序列,并对系统各运行状态进行拓扑辨识和导纳参数辨识;然后对分布式电源的出力和负荷采用拉丁超立方抽样,孤岛模式下计及功率平衡原则执行储能和负荷的协调控制,得到分布式电源、储能和负荷的功率;最后对各运行状态进行概率潮流计算,对电压幅值结果进行统计分析,并用提出的节点电压偏差风险和孤岛节点失电率指标进行电压质量评估。将所提方法应用到基于RBTS-Bus2的主动配电网测试系统中,验证了所提方法的有效性。