電氣知識分享：數據驅動的三相配電網絡拓撲與線路參數辨識

2022-04-08

研究背景

分布式電源、電動汽車以及用戶側儲能正大規模接入配電網，對配電網規劃和運行的安全性和可靠性提出新的挑戰。為了應對分布式電源以及電動汽車等接入帶來的隨機性和波動性，需要對配電網絡進行實時的拓撲重構和智能調度，從而實現配電網安全運行，需要進行更加精細化的無功控制，保證電能質量，這需要建立在對配電網拓撲結構和線路參數有較為準確判斷的基礎上。配電網的運行狀態估計和優化，同樣對拓撲和參數信息的準確判斷提出了要求。因此，精細化的拓撲和線路參數信息是配電網高階優化的前提條件。正確辨識三相相序信息，有助于調整負荷分配來減小三相不平衡性，是實現更高水平以及更合理的分布電源的接入和更智能化的優化配置的重要基礎。

對于一般的配電網系統，由于負荷變化，運行維護，系統故障等原因造成其拓撲結構處于動態變化中，而配電網較輸電網而言安裝的測量設備有限，缺乏實時的遙測和遙信，實時拓撲和線路參數的監測信息往往會缺失或者不可靠；由于用戶側智能電表所收集到的電氣量往往不帶有相角信息，因而三相相序未知。相序的未知增大了辨識難度，亟需精準有效的三相拓撲和線路參數辨識方法。

論文所解決的問題及意義

1）針對未知相序的三相不平衡配電網絡，對配電網絡拓撲、相序進行辨識。

2）在相角信息未知的情況下，對配電網絡線路參數進行辨識，并在辨識參數過程中恢復相角。

針對我國實際配電網中同步相角測量單元PMU安裝有限，無法對電壓相角信息提供有力數據支撐的現狀，本文所提方法可在無需相角信息的情況下，對三相不平衡的配電網絡拓撲結構、相序和線路參數進行辨識，并恢復同步相角，為配電網經濟、安全、穩定運行提供支撐，為上層的控制和優化提供拓撲和線路參數。

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2022-04-08