基于最大树理论的分阶段相量测量单元配置方案

当前相量测量单元(PMU)配置主要采用启发式算法进行,不足之处在于无法实现不完全可观下分阶段配置PMU,也无法同时保证N?1故障下可观性和经济性。为此,提出一种分阶段配置PMU并保证N?1条件下可观性的优化PMU配置方案。该方案首先依据通信质量、经济效益和均衡性三方面对广域电网进行分区,再按照熵理论对各区内节点脆弱性指标进行排序,以这两方面为基础采用最大树理论实现全网PMU分区分阶段配置。最后,设计了N?1条件下全网可观的PMU配置方案,为现实条件下的PMU配置工作提供了坚实的理论基础。以IEEE 39节点系统对所述方案进行测试,其结果表明本方案不但在经济性、安全性和时间效益方面取得了较好的平衡,而且对于现有电网中已装配PMU的情况,本方法具有更好的效果。     

基于分段迭代法的PMU的优化配置研究

对电力系统中有限个数目PMU的优化配置进行研究。采用分段迭代法对PMU的优化配置进行研究。该法假设最初每个节点均安装有PMU。第一阶段和第二阶段的迭代算法用来去除那些不太重要的节点的PMU配置,并保留节点位置重要的PMU的配置。第三阶段的迭代算法则对前两阶段的PMU数目进行进一步的最小化,并且充分考虑电力系统全网的可观性,使得该法达到PMU的最优配置。通过在IEEE 14和IEEE 30节点上进行仿真验证,并与现有的优先算法在计算时间上进行对比,证明该法在计算时间上的优越性,及该法的有效性。     

基于节点概率可观性的PMU多目标优化配置

针对相量测量单元(phasor measurement unit, PMU)的多目标优化配置(multi-objective optimal PMU placement, MOPP)问题,提出一种计及节点概率可观性的MOPP模型。从节点可观的角度,考虑PMU及线路的故障概率,计算节点失去可观性的概率。在进行PMU的优化配置时,同时考虑PMU安装数量最少和各节点失去可观性的平均概率最小2个优化目标,采用基于快速非支配排序策略的多目标生物地理学优化(multi-objective biogeography-based optimization, MOBBO)算法进行求解得到Pareto解集,并利用模糊决策理论得到最优折衷解。IEEE 14和57节点系统的大量仿真结果表明,所提方法可以在MOPP中差异化计及PMU以及支路故障概率的影响,与非支配排序遗传算法相比,MOBBO在求解MOPP模型中能够得到更为逼近Pareto前沿的解,提供更佳的决策参考方案。     

广域测量系统可观性概率评估及其在PMU优化配置中的应用

针对从可靠性的角度准确快速评估广域测量系统(WAMS)的可观性问题,提出一种基于节点概率可观性的WAMS可观性评估方法。分析了影响节点可观性的因素,并提出虚拟同步相量测量单元(PMU)节点的处理方法有效计及零注入节点对可观性的影响。计及PMU及线路的可用率,计算节点失去可观性的概率。从节点概率可观性的角度评估WAMS的可观性,并分析了其在PMU优化配置中的两种典型应用:一是多组解的优化选取;二是满足WAMS可观性后进一步配置PMU提高系统的可靠性。IEEE 14节点系统及IEEE 57节点系统的仿真结果表明:所提的节点及WAMS可观性评估方法有效、可行,较现有方法具有计算准确、计算量小的优势;在PMU优化配置中应用所提的WAMS可观性评估方法,能够进一步提高WAMS可观的可靠性。     

基于电网脆弱性和经济性评估的PMU 最优配置新方法

基于 GPS 时钟同步技术的同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)为直接观测电力系统的动态行为提供了重要手段.若电网发生 N?1故障,传统的 PMU 配置不能满足全网可观的要求.若考虑 N?1情况,PMU 配置个数较传统配置多,成本大大增加.针对上述问题,提出一种新的 PMU 最优配置方案.该方案利用广义特勒根定理对电网母线与支路进行脆弱度分析,然后对全网进行 PMU 配置及考虑 N?1情况的 PMU 配置.通过脆弱度排序、经济指标、鲁棒性分析,确定 PMU 配置新方案.以 IEEE 14标准节点系统为算例,验证了该方法的可行性.     

基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置

为实现全网任意位置电压暂降可观测,提出一种基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置方法。首先根据电压暂降幅值解析式,利用黄金分割法搜索故障位置在各线路变化时节点的最小暂降幅值;进而根据电压阈值确立可观测域,构建出计及各种短路故障情形的最恶劣可观测矩阵。最后以系统内监测点数目最少为目标,全网任意位置电压暂降可观测为约束,建立电压暂降监测点优化配置模型。在构造电压暂降可观测矩阵的计算中,考虑了系统最恶劣电压暂降情形,避免了监测盲区。并且通过对IEEE 30节点系统的仿真计算证明了该方法的有效性。     

基于观测能力可调控的电压暂降监测点多目标优化配置

为降低电压暂降中故障电阻变化对可观测区域影响,实现监测点优化配置,本文提出一种用节点观测能力调控可观测区域,综合考虑监测装置数量、观测能力、冗余度等因素,实现监测点的多目标优化配置方法。首先通过电压暂降幅值公式计算出不同故障类型下节点电压,在此基础上建立模糊控制模型得到节点观测能力,用观测能力改进分段法来构建可观测矩阵。以全网电压暂降可观测为约束条件,监测装置数量、观测能力和冗余度为目标函数,采用非支配排序遗传算法（NSGA2）实现电压暂降监测点的多目标优化配置。通过在IEEE 30节点系统的仿真验证,与传统监测装置优化方法相比,本文方案在满足全网暂降可观的基础上,还保证了监测装置数量和观测能力的合理分配。     

考虑故障电阻随机不确定性的电压暂降监测点优化配置

电力系统元件发生短路故障时,故障电阻客观存在且具有随机不确定特性。为提高电压暂降监测点配置方案在不同故障电阻条件下的工程适用性,需将故障电阻这一关键参数引入到监测点优化配置模型中。首先基于网络参数和短路计算构建临界故障电阻矩阵,在此基础上以监测点数最少为目标,以各故障点短路时最小电压暂降可观率为约束,建立考虑故障电阻随机不确定性的监测点优化配置模型,并用遗传算法求解最优配置方案。应用该方法对IEEE 30节点测试系统进行了仿真分析,结果表明该方法能有效监测非金属性短路故障引起的电压暂降,相比传统方法更具工程实用价值。     

基于有限μPMU的主动配电网故障定位方法

随着通信技术和广域监测系统(wide area measurement system,WAMS)的发展,主动配电网通过微型同步相量测量装置(micro-phasor measurement unit,μPMU)获得全网信息量进行状态感知和故障定位的前景越来越广阔。提出一种基于有限μPMU的主动配电网故障定位方法。首先对μPMU优化配置,保证其全网可观,可以综合利用全局的相量信息。将系统划分为3类故障监测域,通过搜索判据确定可疑故障元件集。此外,还提出不平衡电流故障定位算法,分别对可疑故障元件集内各节点的不平衡电流进行计算,从而确定故障位置。最后利用PSCAD/EMTDC搭建了修正的IEEE33节点配电网模型,对所提出方法利用MATLAB进行仿真验证,结果表明该方法对包括短路和断线等各种故障类型均具有良好的适应性,不受故障位置和故障类型的影响,抗过渡电阻能力较强,可以准确定位故障区段。     

基于随机矩阵理论的故障时刻确定和故障区域定位方法

针对目前基于广域测量系统(wide-area measurement system,WAMS)数据的故障诊断方法容易受到WAMS不良数据干扰的问题,该文将随机矩阵理论应用于WAMS量测数据的信息提取上,分别提出了基于平均谱半径(mean spectral radius,MSR)指标的故障时刻确定方法和基于相量测量单元(phasor measurement units,PMU)数据相关性分析的故障区域定位方法,通过PMU数据的随机矩阵模型的建立和平均谱半径指标及PMU数据相关性的计算,实现了基于MSR指标的故障时刻确定和基于PMU数据相关性分析的故障区域定位,且对不良数据具有非常好的鲁棒性。分别以10机39节点算例和某实际区域电力系统为例,仿真验证了所提方法的有效性和准确性。     

基于定制遗传算法考虑配电网多种拓扑可观性的PMU优化配置

同步相量测量单元(PMU)可以为配电网提供相量数据以提高可观性。考虑因配电网节点数目多但投资成本少造成的PMU供需不平衡,提出了以固定PMU数目为约束条件的优化配置模型。目标函数在最大化可观性节点数目的前提下,最大化网络量测冗余度。模型中考虑了多种拓扑结构的影响,并通过引入零注入节点、节点注入功率和支路功率等量测数据提高可观性。提出了一种定制遗传算法来求解模型,通过定制交叉和变异操作,保证所有个体为可行解。最后,给出了基于最优方案的PMU配置顺序。通过对IEEE标准节点系统进行仿真计算,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于有限PMU配置的配电网故障定位

提出一种仅需要有限的相量测量单元(PMU)便能实现单故障和多重故障定位的配电网故障定位方法.首先通过叠加原理和等效变换推导故障网络节点电压方程,基于此建立压缩感知模型.然后利用l1正则化最小二乘法求解近似故障电流并进行归一化处理,确定疑似故障区间.通过电压残差公式和故障测距公式依次计算可能故障数目下对应的电压残差和故障...     

基于同步相量测量技术的配电网故障定位

配电网的故障定位是配电网自动化系统中的一项高级功能。为此,针对配电网的特点,结合同步相量测量技术对节点电压方程进行了处理,导出了一种新型的故障定位矩阵算法。该算法具有较强的通用性,求解过程简单快捷,故障定位快速,对于部分类型的故障还可以具体解出故障距离。最后结舍IEEE13节点系统和[EEE36节点系统,说明了该算法的定位方法并证实了其有效性。     

复杂输电网中基于全网行波信息的测距装置最优配置

为了在复杂输电网中实现行波测距的最大可观性和最优经济性,提出一种基于拓展双端测距原理的行波记录装置最优配置方法。对于任意既定网络拓扑的广域系统,可以将其抽象成无向图以确定系统节点之间的最短路径。假设故障点已知,则该点到系统各个节点的最短路径也可确定,根据需至少存在一对行波测距装置能够对故障点进行定位的原则,建立一种配置优化的数学规划模型,进而确定模型求解方法,获得行波测距装置的最优配置方案。在此基础上,提出一种适度增加配置冗余性的方法,以获得在N-1情况下更高的测距可靠性。最后,以IEEE 30节点和IEEE 57节点标准系统为例,验证所提算法的正确性和可行性。     

PMU配置不完全可观测系统状态计算

对配置PMU系统,从网络节点方程解算理论入手,提出了系统可观测性判定算法,将系统节点分为动态可观测节点和不可观测节点。如何求得不可观测节点的电压相量,一种方法是视可观测节点为Vθ节点的潮流方法;另一种方法是将不可观测节点功率注入等效为等值阻抗(导纳)形式,用可观测节点电压的线性组合形式来表示不可观测节点电压。该文分析了两种方法各自的特点,算例分析验证了方法的有效性。     

一种改进的相量测量装置最优配置方法

以电力系统状态完全可观测和相量测量装置(PMU)配置数目最小为目标,提出了一种改进的PMU最优配置方法.将启发式方法和模拟退火方法有效结合以确保得到最优解,提高了基于启发式方法的初始PMU配置方案的质量,通过改进配置模型缩小了模拟退火方法的寻优范围,从而提高了求解速度.还提出了一种基于节点邻接矩阵的快速可观测性分析方法.最后采用IEEE 14、IEEE 30、IEEE 118节点系统和新英格兰39节点系统对该方法进行了验证.     

面向配电网故障快速处理的边缘计算单元优化配置方法

随着配电网自动化水平不断提高,感知终端数目和接入数据量激增,数据传输慢、信息漏报误报等问题严重影响了故障处理速度和准确性.边缘计算可就地高效地快速处理数据并决策.为此,提出一种面向配电网故障快速处理的边缘计算单元优化配置方法,包括体系架构、边缘生成、划分方法等内容.首先以经济性、通信实时性指标构造目标函数,可靠性及系统...     

Optimal placement of PMUs to maintain network observability using a modified BPSO algorithm

This paper presents a novel approach to optimal placement of Phasor Measurement Units (PMUs) for state estimation. At first, an optimal measurement set is determined to achieve full network observability during normal conditions, i.e. no PMU failure or transmission line outage. Then, in order to consider contingency conditions, the derived scheme in normal conditions is modified to maintain network observability after any PMU loss or a single transmission line outage. Observability analysis is carried out using topological observability rules. A new rule is added that can decrease the number of required PMUs for complete system observability. A modified Binary Particle Swarm Optimization (BPSO) algorithm is used as an optimization tool to obtain the minimal number of PMUs and their corresponding locations while satisfying associated constraint. Numerical results on different IEEE test systems are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.     

基于电压薄弱区域监视的PMU非完全观测配置

提出了一种基于电压薄弱区域监视的非完全可观测的同步相量测量单元(PMU)配置方案。采用连续潮流法确定母线的鞍结分岔曲线;在负荷变化率相同的情况下,根据电压幅值变化量来确定电压薄弱母线;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出将电压幅值变化率作为电压薄弱母线分群所观察的信息,并且给出了两种电压薄弱分群指标,兼顾地域因素,采用模糊最大树聚类法将电压薄弱母线分群;给出了母线非完全可观测程度的度量方法以及PMU的配置流程。最后通过IEEE118节点系统验证了文中方法的有效性。     

基于凹陷域分析的电压暂降监测点优化配置

提出一种基于凹陷域分析的电压暂降监测点优化配置的新方法,以监测点数目最小为目标函数,以全网敏感性负荷节点电压暂降可观测性为约束条件,利用整数线性规划方法,通过MATLAB编程求取符合要求的最少数目监测点。在构造电压暂降幅值矩阵的计算中,考虑到了每一个节点故障可能引发系统其余节点电压暂降的情况。在IEEE 39节点系统上进行仿真计算,成功求得了保证全网敏感性负荷节点电压暂降可观测的最少数目的监测点。