鞍山配电网状态估计的在线计算

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1、第26卷第3期电力科学与工程Vo1．26．No．3352010年3月ElectricPowerScienceandEngineeringMar．．2010鞍山配电网状态估计的在线计算彭谦，王晔(1．国核电力规划设计研究院，北京100032；2．中国电力科学研究院，北京100192)摘要：以鞍山供电公司10kV配电网为背景，研究了实用的三相状态估计在线计算方法。将GIS系统中的支路数据简化，并对配电变压器导纳矩阵增加零序小阻抗，建立节点导纳矩阵。结合实际系统．应用高斯算法和最小二乘算法，建立状态估计方程。计算过程中，消除注入电流的零序分量，实

2、现算法可靠收敛。鞍山配电网在线状态估计程序长期运行，具有收敛可靠、计算速度快的优点。关键词：鞍山配电网；三相状态估计算法；在线计算中图分类号：TM744文献标识码：A用于配电网时，也经常计算不收敛，同样不适合0引言应用于配电网在线计算。状态估计算法与潮流算法具有很多相似之处，辽宁鞍山供电公司10kV配电网自动化水平是潮流算法的拓展。数学高斯法计算过程中因子低，无法对其进行实时分析，影响了工程人员对表恒定、效率高，应用于配电网潮流计算收敛可电网的管理。高压负荷控制系统(简称负控系靠性优于快速解耦潮流算法，如果将其应用于状统)、集中抄表系统(简

3、称集抄系统)的应用，态估计计算，也会取得良好的计算效果。本文将使鞍山10kV配电网中的部分区域数据可以实时以高斯法为基础，研究适合应用于鞍山配电网在获取，为配电网在线分析创造了条件。线计算的状态估计算法。10kV配网数据测量得到后，经信道传送至工程应用中会遇到如下问题：调度中心。由于测量、传送等环节造成的误差，(1)实际电网节点数目多；调度中心得到的数据也存在一定误差。调度中心(2)节点导纳矩阵奇异；获取的数据存在冗余，可以应用状态估计计算，(3)平衡节点处已知条件数少于待求变量提高测量数据的精度，因此需要研究一种适用于数，以及测量数据为A

4、B线电压，不同于方程中配电网应用的状态估计方法。的变量；目前常用的状态估计算法有：基本加权最小(4)计算不收敛。二乘状态估计法、快速分解状态估计算法、基于本文将对这些问题进行深入研究并加以解决。量测变换的状态估计算法等。基本加权最小二乘状态估计法¨具有估计质量好、收敛性好的优1节点导纳矩阵的形成点，但是由于其雅可比矩阵为迭代电压的函数，随计算结果的变化而变化，算法计算效率低、计鞍山配电网在线分析系统的结构如图1所示。算时间长，不适合应用于配电网在线计算。快速调度中心通过EMS系统每隔1h获取60kV变分解状态估计算法计算过程中只需形成一次压

5、器10kV侧AB线电压幅值数据；通过负控系统，因子表，计算速度快、效率高．但应用于配电网每隔1h获取10kV网络中配电变压器高压侧注入功时，经常遇到计算不收敛的情况，也不适合应用率数据；通过集抄系统，每隔15min获取10kV网于配电网在线计算。基于量测变换的状态估计算络中配电变压器低压侧三相注人功率、节点电压幅法计算过程中也只需形成一次因子表，但应值；通过GIS系统，获取配电网络的支路器件参数、收稿日期：2009—11—10。作者简介：彭谦(1980一)，男，工程师，研究方向为电力系统配电网计算，E-mail：Pq．ncepu@163．c

6、om。36电力科学与工程2010年Y~／a2y【yⅡ／Y：Ⅱ儿UlJ【Jl】J式中：初级绕组分接头比例为；次级绕组分接头比例为；『yt00]图1鞍山配电网在线分析系统的结构l，Ⅱ=l0Y0I(2)Fig．1Structureofon-lineanalysissystem000JofAnshandistributionnetwork式中：y是变压器短路测试导纳。支路器件连接情况、开关的运行状态等基本信息。配电变压器零序网络不连通，零序导纳为0，获取网络中各节点数据及其网络结构后，在数据预其导纳矩阵奇异。如果直接用来构造网络节点导处理环节进行状

7、态估计计算，提高测量数据精度。纳矩阵，会造成网络节点导纳矩阵奇异。因此，最后根据修正数据，进行潮流计算。形成配电变压器节点导纳矩阵时，对式(2)增状态估计计算首先要形成网络的节点导纳矩阵。加一个小数值零序阻抗，使得节点导纳矩阵非奇根据GIS系统中获取的电网支路器件参数、支路器异，同时在计算精度范围内不影响计算结果。件连接情况、开关的运行状态等基本信息，可以建立网络节点导纳矩阵。GIS系统中的支路数据起点、终点为电杆或变压器，配网中的电线杆数目多，直2状态估计方程的研究接建立节点导纳矩阵，会占用大量内存。由于大部分电杆只与其它两个电杆相连，可

8、以消去网络中的这些电杆节点，减少网络节点数目。程序开始执行后，遍历所有支路的首尾节点，当其中一个节点只与另外一条支路相连且这两条支路的线路类型相同，合并这两条支路，消去连㈣接节点