有源配電網的電壓質量評估方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種有源配電網的電壓質量評估方法和裝置。該有源配電網的電壓質量評估方法包括：對有源配電網的元件的當前狀態和有源配電網的元件處于當前狀態的持續時間執行統計模擬，得到模擬結果；根據模擬結果對有源配電網的負荷節點進行分類，得到分類結果；確定分類結果的拓撲結構，得到確定結果；根據分類結果和確定結果建立有源配電網的預設模型；將預設模型執行處理，得到負荷節點的電壓分布信息；對電壓分布信息執行統計，得到有源配電網的電壓質量評估結果。通過本發明，達到了在有源配電網規劃過程中，降低對有源配電網中的電壓質量進行準確評估的難度的效果。
【專利說明】
有源配電網的電壓質量評估方法和裝置
技術領域
[0001] 本發明設及電力系統領域，具體而言，設及一種有源配電網的電壓質量評估方法 和裝置。
【背景技術】
[0002] 目前，分布式新能源是新一代電力系統的重要特征，支持新能源快速地發展也已 成為未來能源計劃的重要核屯、。隨著分布式電源和電動汽車等規模化發展，配電網由被動 控制過渡到主動控制是未來的發展模式和方向之一，有源配電網將成為智能配電網發展的 核屯、。
[0003] 隨著分布式電源的種類和數量的不斷增多，配電網出現了由于分布式電源自身不 確定性而引發的電能質量問題。此外，有源配電網的特殊網絡性質和運行特點，W及包含其 中的眾多儲能設備、檢測控制設備、多元非線性負荷都使配電網電能質量問題的產生原因 和傳播范圍有了許多新的特點，比如，分布式電源發電功率與負荷在時間和空間上的不匹 配，引起的最主要問題是可能出現的功率倒送，在一定程度上可能造成電壓偏差;分布式電 源與多元非線性負荷經電力電子裝置接入時，會向配網注入諧波電流引起電壓崎變等。
[0004] 與運行階段電能質量評估的目的不同，規劃階段電能質量評估主要是針對規劃方 案的制定與選擇，側重于對電能質量問題的預估。規劃過程中，無法獲取實際運行數據，必 須考慮直流微網規劃階段的特殊條件與電能質量問題的特殊性，一般可采用定性與定量相 結合的方法，如層次分析法、模糊評價法等，或者基于規劃參數進行系統建模仿真，依托仿 真結果進行定量評估。
[0005] 在電網規劃過程中考慮電能質量指標已經成為一種趨勢。在有源配電網規劃過程 中，無法獲取實際運行數據或者詳盡的仿真參數，對電壓質量的準確預評估困難。
[0006] 針對相關技術中在有源配電網規劃過程中，在有源配電網規劃過程中，不容易對 有源配電網中的電壓質量進行準確評估的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0007] 本發明的主要目的在于提供一種有源配電網的電壓質量評估方法和裝置，W至少 解決相關技術中在有源配電網規劃過程中，不容易對有源配電網中的電壓質量進行準確評 估的問題。
[000引為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種有源配電網的電壓質量 評估方法。該有源配電網的電壓質量評估方法包括:對有源配電網的元件的當前狀態和有 源配電網的元件處于當前狀態的持續時間執行統計模擬，得到模擬結果;根據模擬結果對 有源配電網的負荷節點進行分類，得到分類結果；確定分類結果的拓撲結構，得到確定結 果;根據分類結果和確定結果建立有源配電網的預設模型;將預設模型執行處理，得到負荷 節點的電壓分布信息;對電壓分布信息執行統計，得到有源配電網的電壓質量評估結果。
[0009]進一步地，對有源配電網的元件的當前狀態和有源配電網的元件處于當前狀態的 持續時間執行統計模擬，得到模擬結果包括:對有源配電網的元件的當前狀態和處于當前 狀態的持續時間在有源配電網中的概率分布執行抽樣，得到有源配電網的元件的狀態序 列;根據狀態序列確定有源配電網的系統的運行狀態序列和有源配電網的系統的持續時間 序列。
[0010] 進一步地，根據模擬結果對有源配電網的負荷節點進行分類，得到分類結果包括： 根據有源配電網的系統的運行狀態序列和有源配電網的系統的持續時間序列選擇有源配 電網的系統的運行狀態;在運行狀態下確定有源配電網的網絡線路拓撲的鄰接矩陣;根據 鄰接矩陣獲取源-荷最小路集，其中，源-荷最小路集為任意負荷節點間的最小路集;根據 源-荷最小路集對負荷節點進行分類，得到網絡負荷節點集、孤島負荷節點集、中斷負荷節 點集。
[0011] 進一步地，確定分類結果的拓撲結構，得到確定結果包括：當分類結果為網絡負荷 節點集時，確定有源配電網的并網部分的拓撲結構；當分類結果為孤島負荷節點集時，根據 鄰接矩陣和源-荷最小路集，按照連通域對負荷節點執行聚合，得到孤島負荷節點集的孤島 負荷節點子集，并確定孤島負荷節點子集包括的分布式電源、負荷和儲能裝置。
[0012] 進一步地，確定分類結果的拓撲結構，得到確定結果包括:根據廣度優先捜索算 法、鄰接矩陣、孤島負荷節點集和源-荷最小路集按照連通域對負荷節點執行聚合，得到孤 島負荷節點集的孤島負荷節點子集，并確定與公用的配電網存在連通通路的并網點集合。
[0013] 進一步地，根據分類結果和確定結果建立有源配電網的預設模型包括:根據分類 結果和確定結果選擇有源配電網在運行過程中的運行工況;獲取運行工況在有源配電網中 的概率分布信息；獲取分布式電源和負荷在經由電力電子裝置接入時的接入信息；建立包 括概率分布信息和接入信息的預設模型。
[0014] 進一步地，在根據分類結果和確定結果建立有源配電網的預設模型之后，該有源 配電網的電壓質量評估方法還包括:獲取負荷的參數和負荷的輸入輸出信息;根據分布式 電源、負荷的參數和負荷的輸入輸出信息確定用于表示分布式電源和負荷在有源配電網中 分布的概率的概率分布模型。
[0015] 為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種有源配電網的電壓質量 評估裝置。該有源配電網的電壓質量評估裝置包括:模擬單元，用于對有源配電網的元件的 當前狀態和有源配電網的元件處于當前狀態的持續時間執行統計模擬，得到模擬結果;分 類單元，用于根據模擬結果對有源配電網的負荷節點進行分類，得到分類結果;確定單元， 用于確定分類結果的拓撲結構，得到確定結果;建立單元，用于根據分類結果和確定結果建 立有源配電網的預設模型;處理單元，用于將預設模型執行處理，得到負荷節點的電壓分布 信息;統計單元，用于對電壓分布信息執行統計，得到有源配電網的電壓質量評估結果。
[0016] 進一步地，該模擬單元包括:抽樣模塊，用于對有源配電網的元件的當前狀態和處 于當前狀態的持續時間在有源配電網中的概率分布執行抽樣，得到有源配電網的元件的狀 態序列；第一確定模塊，用于根據狀態序列確定有源配電網的系統的運行狀態序列和有源 配電網的系統的持續時間序列。
[0017] 進一步地，該分類單元包括:選擇模塊，用于根據有源配電網的系統的運行狀態序 列和有源配電網的系統的持續時間序列選擇有源配電網的系統的運行狀態；第二確定模 塊，用于在運行狀態下確定有源配電網的網絡線路拓撲的鄰接矩陣;獲取模塊，用于根據鄰 接矩陣獲取源-荷最小路集，其中，源-荷最小路集為任意負荷節點間的最小路集;分類模 塊，用于根據源-荷最小路集對負荷節點進行分類，得到網絡負荷節點集、孤島負荷節點集、 中斷負荷節點集。
[0018] 通過本發明，采用對有源配電網的元件的當前狀態和有源配電網的元件處于當前 狀態的持續時間執行統計模擬，得到模擬結果;根據模擬結果對有源配電網的負荷節點進 行分類，得到分類結果;確定分類結果的拓撲結構，得到確定結果;根據分類結果和確定結 果建立有源配電網的預設模型;將預設模型執行處理，得到負荷節點的電壓分布信息;對電 壓分布信息執行統計，得到有源配電網的電壓質量評估結果，達到了降低對有源配電網中 的電壓質量進行準確評估的難度的效果。
【附圖說明】
[0019] 構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
[0020] 圖1是根據本發明第一實施例的有源配電網的電壓質量評估方法的流程圖；
[0021] 圖2是根據本發明第二實施例的有源配電網的電壓質量評估方法的流程圖；W及
[0022] 圖3是根據本發明實施例的有源配電網的電壓質量評估裝置。
【具體實施方式】
[0023] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可W相 互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0024] 為了使本技術領域的人員更好地理解本申請方案，下面將結合本申請實施例中的 附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是 本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人 員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范 圍。
[0025] 需要說明的是，本申請的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語"第一"、"第 二"等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解運樣使用 的數據在適當情況下可W互換，W便運里描述的本申請的實施例。此外，術語"包括"和"具 有"W及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的 過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清 楚地列出的或對于運些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
[0026] 本發明實施例提供了一種有源配電網的電壓質量評估方法。
[0027] 圖1是根據本發明第一實施例的有源配電網的電壓質量評估方法的流程圖。如圖1 所示，該有源配電網的電壓質量評估方法包括W下步驟：
[0028] 步驟SlOl，對有源配電網的元件的當前狀態和有源配電網的元件處于當前狀態的 持續時間執行統計模擬，得到模擬結果。
[0029] 對有源配電網的元件的當前狀態和有源配電網的元件處于當前狀態的持續時間 執行統計模擬，得到模擬結果。對有源配電網進行多狀態模擬，可W采用蒙特卡羅-狀態時 間抽樣法，蒙特?卡羅方法(Monte Carlo Method),也稱為統計模擬方法，是一種W概率統 計理論為指導的一類非常重要的數值計算方法，是通過使用隨機數(或更常見的偽隨機數） 來解決很多計算問題的方法。與它對應的是確定性算法，當所求解問題是某種隨機事件出 現的概率，或者是某個隨機變量的期望值時，通過某種實驗的方法，W運種事件出現的頻率 估計運一隨機事件的概率，或者得到運個隨機變量的某些數字特征，并將其作為問題的解。
[0030] 有源配電網的元件，也即，網絡元件，根據規劃階段有源配電網線路-設備配置，一 般假設有源配電網的元件初始時刻均處于運行狀態，對有源配電網的系統中每一元件停留 在當前狀態的持續時間進行抽樣，持續時間狀態序列由元件故障及修復時間概率分布，逆 推模擬獲得。基于對有源配電網網絡的元件狀態與持續時間的概率分布進行抽樣，綜合給 出各元件的狀態序列給出總時間段內有源配電網的系統的運行狀態-持續時間序列。
[0031] 步驟S102,根據模擬結果對有源配電網的負荷節點進行分類，得到分類結果。
[0032] 在對有源配電網的元件的當前狀態和有源配電網的元件處于當前狀態的持續時 間執行統計模擬，得到模擬結果之后，根據模擬結果對有源配電網的負荷節點進行分類，得 到分類結果。負荷節點又稱為PQ節點，給定節點的注入有功功率和注入無功功率，而節點電 壓相量是待求的。運類節點對應于實際系統中的純負荷節點（包括節點上帶有負荷）、有功 和無功輸出都給定的發電機節點（包括節點上帶有負荷），W及聯絡節點（注入有功和無功 都等于零）。可W根據運行狀態-持續時間序列，選擇有源配電網的系統運行狀態，對負荷節 點進行分類，得到分類結果。
[0033] 根據各元件的狀態序列，綜合給出總時間段內系統對有源配電網的的運行狀態與 持續時間序列選擇有源配電網的的系統運行狀態，可W利用網絡線路拓撲鄰接陣獲得源- 荷最小路集，對負荷節點進行分類，得到分類結果，該分類結果可W為并網負荷節點集、孤 島負荷節點集和中斷負荷節點集。
[0034] 步驟S103,確定分類結果的拓撲結構，得到確定結果。
[0035] 在根據模擬結果對有源配電網的負荷節點進行分類，得到分類結果之后，確定分 類結果的拓撲結構，得到確定結果。拓撲結構為網絡中各個站點相互連接的形式，拓撲結構 有總線型拓撲、星形拓撲、環形拓撲、樹形拓撲W及它們的混合型，對分類結果運行拓撲結 構辨識，對于并網負荷節點集，確定并網部分拓撲與配置;對于孤島負荷節點集，根據鄰接 陣按連通域對網絡各節點進行聚合，從而篩選出孤島節點子集，確定孤島節點子集所包含 的分布式電源、負荷及儲能裝置。
[0036] 步驟S104,根據分類結果和確定結果建立有源配電網的預設模型。
[0037] 在確定分類結果的拓撲結構，得到確定結果之后，根據分類結果和確定結果建立 有源配電網的預設模型，可W建立網絡-元件空間子模型，也即，建立含分布式電源與負荷 接入信息、運行工況概率分布信息的網絡-元件空間子模型，根據有源配電網規劃階段的分 布式電源、負荷基本參數與輸入輸出特性，從而估計分布式電源與負荷的概率分布模型。
[0038] 步驟S105,將預設模型執行處理，得到負荷節點的電壓分布信息。
[0039] 在根據分類結果和確定結果建立有源配電網的預設模型之后，將預設模型執行處 理，得到負荷節點的電壓分布信息。對有源配電網在運行過程中的多工況信息按照拓撲相 近性進行分組并行處理與加速處理。對分組內的各相似網絡樣本，選取其中一個網絡樣本 作為網絡基，進行=相前推回代概率潮流計算與概率諧波潮流計算，獲得節點各相電壓分 布特性;對組內網絡樣本差異性，采用補償法，分別進行=相前推回代概率潮流與概率諧波 潮流加速，從而獲取到其它網絡樣本對應工況下節點各相電壓分布特性，獲取有源配電網 的實際運行數據和詳盡的仿真參數。
[0040] 步驟S106,對電壓分布信息執行統計，得到有源配電網的電壓質量評估結果。
[0041] 在將預設模型執行處理，得到負荷節點的電壓分布信息之后，對電壓分布信息執 行統計，得到有源配電網的電壓質量評估結果，可W對有源配電網的各運行工況的節點電 壓分布信息按運行工況概率分布信息進行統計，從而獲得有源配電網在規劃階段對有源配 電網的電壓質量進行評估的評估結果。電壓質量是通過實際電壓和理想電壓的偏差，W反 映供電部口向用戶分配的電力是否合格，該電壓質量包括電壓偏差，電壓頻率偏差、電壓不 平衡、電壓瞬變現象、電壓波動與閃變、電壓暫將與中斷、電壓諧波、電壓陷波、欠電壓、過電 壓等。
[0042] 電能質量評估是在基于對系統電氣運行參數的實際測量或通過建模仿真獲得基 本數據后，對電能質量各項特性指標做出評價和對其是否滿足規范要求進行考查與推斷的 過程，能夠為有源配電網規劃、建設與運營提供重要的參考依據。與運行階段電能質量評估 的目的不同，規劃階段電能質量評估主要是針對規劃方案的制定與選擇，側重于對電能質 量問題的預估。在規劃過程中，可W獲取有源配電網的實際運行數據，并且可W采用定性與 定量相結合的方法，比如，層次分析法、模糊評價法等，或者基于規劃參數進行系統建模仿 真，依托仿真結果對有源配電網進行定量評估，實現了考慮規劃階段的特殊條件和建立綜 合評估的方法，與有源配電網的系統運行狀態相結合，從而為有源配電網的規劃與設計提 供相應的反饋，W便及時地調整規劃策略，從而避免工程建成后的再調整，提高了工程的經 濟效益。
[0043] 該實施例通過對有源配電網的元件的當前狀態和有源配電網的元件處于當前狀 態的持續時間執行統計模擬，得到模擬結果;根據模擬結果對有源配電網的負荷節點進行 分類，得到分類結果;確定分類結果的拓撲結構，得到確定結果;根據分類結果和確定結果 建立有源配電網的預設模型;將預設模型執行處理，得到負荷節點的電壓分布信息;對電壓 分布信息執行統計，得到有源配電網的電壓質量評估結果，達到了在有源配電網規劃過程 中，降低對有源配電網中的電壓質量進行準確評估的難度的效果。
[0044] 作為一種可選的實施方式，對有源配電網的元件的當前狀態和有源配電網的元件 處于當前狀態的持續時間執行統計模擬，得到模擬結果包括:對有源配電網的元件的當前 狀態和處于當前狀態的持續時間在有源配電網中的概率分布執行抽樣，得到有源配電網的 元件的狀態序列;根據狀態序列確定有源配電網的系統的運行狀態序列和有源配電網的系 統的持續時間序列。
[0045] 對有源配電網的元件的當前狀態和有源配電網的元件處于當前狀態的持續時間 執行統計模擬，可W對有源配電網進行多狀態模擬，該多狀態模擬可W采用蒙特卡羅-狀態 時間抽樣法。獲取有源配電網的網絡元件的當前狀態和持續時間的概率分布，對于有源配 電網的網絡元件的當前狀態和持續時間的概率分布進行抽樣，得到抽樣樣本，根據抽樣樣 本獲取有源配電網的元件處于當前狀態的狀態序列，可W綜合有源配電網的各元件的狀態 序列給出總時間段內系統的運行狀態-持續時間序列。
[0046] 作為一種可選的實施方式，根據模擬結果對有源配電網的負荷節點進行分類，得 到分類結果包括:根據有源配電網的系統的運行狀態序列和有源配電網的系統的持續時間 序列選擇有源配電網的系統的運行狀態;在運行狀態下確定有源配電網的網絡線路拓撲的 鄰接矩陣;根據鄰接矩陣獲取源-荷最小路集，其中，源-荷最小路集為任意負荷節點間的最 小路集;根據源-荷最小路集對負荷節點進行分類，得到網絡負荷節點集、孤島負荷節點集、 中斷負荷節點集。
[0047] 根據運行狀態-持續時間序列，選擇有源配電網的系統的運行狀態，利用有源配電 網網絡的鄰接陣獲得源-荷最小路集，其中，鄰接陣是表示矩陣的頂點之間相鄰關系的矩 陣，通過對有源配電網的負荷節點進行分類，得到并網負荷節點集、孤島負荷節點集和中斷 負荷節點集的分類結果。
[0048] 可選地，源-荷最小路集可W由網絡線路的拓撲鄰接陣獲得。對于鄰接矩陣C，若r ，必有(7 = 0,其中，r鄰接矩陣C的行數，n鄰接矩陣C的列數。因此，鄰接矩陣獲得任意負 荷節點間的最小路集為：
[0049]
[0050] 如果假設有源配電網的網絡S的n個節點中，m~M節點為分布式電源W及并網的 公共連接點，郵1~m各節點為配電網絡節點，后郵+1~nL節點為負荷節點，則分布式電源W 及并網公共連接點與負荷之間的最小路集為Cl, C2,…，護-1中m~M節點與~nL節點間的 元素。在上述cSc2,…，cn-i的乘法運算中：當i刊時，
當i = j時
，且 在Cf多項式表達式中，如果某一項中的弧出現了不止一次，則將該項取為0,若cf中的某 一項已經包含在cf…的某一項中，則將該項取為0。
[0051] 作為一種可選的實施方式，確定分類結果的拓撲結構，得到確定結果包括：當分類 結果為網絡負荷節點集時，確定有源配電網的并網部分的拓撲結構；當分類結果為孤島負 荷節點集時，根據鄰接矩陣和源-荷最小路集，按照連通域對負荷節點執行聚合，得到孤島 負荷節點集的孤島負荷節點子集，并確定孤島負荷節點子集包括的分布式電源、負荷和儲 能裝置。
[0052] 對于并網負荷節點集，確定并網部分拓撲與配置;對于孤島負荷節點集，根據鄰接 陣W及源-荷最小路集，按連通域對網絡各節點進行聚合，從而篩選出孤島節點子集，并確 定所包含的分布式電源、負荷及儲能裝置；
[0053] 作為一種可選的實施方式，確定分類結果的拓撲結構，得到確定結果包括:根據廣 度優先捜索算法、鄰接矩陣、孤島負荷節點集和源-荷最小路集按照連通域對負荷節點執行 聚合，得到孤島負荷節點集的孤島負荷節點子集，并確定與公用的配電網存在連通通路的 并網點集合。
[0054] 運行拓撲結構辨識可W采用廣度優先捜索算法(Breadth First Search,簡稱為 BFS)，又為寬度優先算法，或者橫向優先算法，是一種圖形捜索演算算法，從根節點出發，沿 著樹的寬度遍歷樹的節點，如果發現目標，則演算終止。該實施例根據鄰接矩陣、孤島負荷 節點集W及源-荷最小路集，按照連通域對網絡中的各節點進行聚合，從而篩選出孤島節點 子集，并且同時可W確定與公用配電網存在的連通通路的并網節點集合。
[0055] 作為一種可選的實施方式，根據分類結果和確定結果建立有源配電網的預設模型 包括:根據分類結果和確定結果選擇有源配電網在運行過程中的運行工況;獲取運行工況 在有源配電網中的概率分布信息;獲取分布式電源和負荷在經由電力電子裝置接入時的接 入信息;建立包括概率分布信息和接入信息的預設模型。
[0056] 根據負荷節點分類與運行拓撲辨識結果，選取主要有源配電網的運行工況，獲取 運行工況在有源配電網中的概率分布信息，獲取分布式電源和負荷在經由電力電子裝置接 入時的接入信息，建立包含分布式電源與負荷接入信息、運行工況概率分布信息的網絡-元 件空間子模型。
[0057] 將網絡-元件空間子模型中各網絡樣本按拓撲相近性進行分組用于并行處理。對 分組內各相似網絡樣本，選取其中一個網絡樣本作為網絡基，進行=相前推回代概率潮流 計算與概率諧波潮流計算，獲得節點各相電壓分布特性。對組內網絡樣本差異性，采用補償 法，分別進行=相前推回代概率潮流與概率諧波潮流加速，從而獲得其他網絡樣本對應工 況下節點各相電壓分布特性。對各運行工況的節點電壓分布按照運行工況概率分布信息進 行統計，從而獲得有源配電網在規劃階段電壓質量的評估結果。
[0058] 作為一種可選的實施方式，在根據分類結果和確定結果建立有源配電網的預設模 型之后，該有源配電網的電壓質量評估方法還包括:獲取負荷的參數和負荷的輸入輸出信 息;根據分布式電源、負荷的參數和負荷的輸入輸出信息確定用于表示分布式電源和負荷 在有源配電網中分布的概率的概率分布模型。
[0059] 獲取負荷的基本參數和負荷的輸入輸出信息，根據有源配電網在規劃階段的分布 式電源、負荷基本參數W及輸入輸出特性估計分布式電源與負荷的概率分布模型。
[0060] 該實施例針對現有有源配電網在規劃階段中電壓質量評估困難的問題，提出了一 種有源配電網規劃階段電能質量評估方法，該方法采用蒙特卡羅多狀態模擬，基于概率潮 流與諧波概率潮流，結合并行計算與潮流計算加速技術，提高了對有源配電網在規劃階段 的電壓質量的評估準確率，W及評估效率，在極大減少計算時間的同時，實現了對有源配電 網多運行工況下的電壓質量評估。
[0061] 下面結合優選的實施例對本發明的技術方案進行說明。
[0062] 圖2是根據本發明第二實施例的有源配電網的電壓質量評估方法的流程圖。如圖2 所示，該有源配電網的電壓質量評估方法包括W下步驟：
[0063] 步驟S201，有源配電網多狀態模擬。
[0064] 對有源配電網采用蒙特卡羅-狀態時間抽樣法，基于對有源配電網的元件狀態與 持續時間的概率分布進行抽樣，綜合得出有源配電網的各元件的狀態序列，從而得出總時 間段內有源配電網的系統的運行狀態-持續時間序列。
[0065] 根據規劃階段的有源配電網線路和設備配置，假設有源配電網的元件初始時刻均 處于運行狀態，對有源配電網的系統中的每一元件停留在當前狀態的持續時間進行抽樣， 持續時間狀態序列可W由元件故障W及修復時間的概率分布逆推模擬來獲得。
[0066] 步驟S202,對負荷節點的工況進行分類。
[0067] 根據運行狀態-持續時間序列，選擇有源配電網的系統的運行狀態，通過有源配電 網的網絡鄰接陣獲得源-荷最小路集，并對負荷節點進行分類，得到并網負荷節點集、孤島 負荷節點集和中斷負荷節點集的分類結果。
[0068] 根據各元件的狀態序列，綜合給出總時間段內有源配電網的系統的運行狀態與持 續時間序列選擇系統運行狀態，利用網絡線路拓撲鄰接陣獲得源-荷最小路集，對負荷節點 進行分類，得到并網負荷節點集、孤島負荷節點集和中斷負荷節點集的分類結果。
[0069] 步驟S203，運行拓撲結構辨識。
[0070] 在對負荷節點的工況進行分類，得到并網負荷節點集、孤島負荷節點集和中斷負 荷節點集的分類結果之后，運行拓撲結構辨識。對于并網負荷節點集，確定并網部分拓撲與 配置;對于孤島負荷節點集，根據鄰接陣W及步驟S202中的源-荷最小路集，按照連通域對 網絡各節點進行聚合，從而篩選出孤島節點子集，確定所包含的分布式電源、負荷W及儲能 裝置。
[0071] 步驟S204，構建網絡-元件空間子模型。
[0072] 根據步驟S202與步驟S203負荷節點分類與運行拓撲辨識結果，選取有源配電網的 主要運行工況，建立包含分布式電源與負荷接入信息、運行工況概率分布信息的網絡-元件 空間子模型。
[0073] 步驟S205,對負荷與分布式電源進行模擬。
[0074] 根據有源配電網在規劃階段的分布式電源、負荷基本參數和負荷的輸入輸出特 性，估計分布式電源與負荷的概率分布模型。
[00巧]步驟S206,對多工況分組并行與加速處理。
[0076] 將網絡-元件空間子模型中各網絡樣本按拓撲相近性進行分組用于并行處理。對 分組內各相似網絡樣本，選取其中一個網絡樣本作為有源配電網的網絡基，進行=相前推 回代概率潮流計算與概率諧波潮流計算，獲得節點各相電壓分布特性。對于組內網絡樣本 差異性，采用補償法，分別進行=相前推回代概率潮流與概率諧波潮流加速，從而獲得其它 網絡樣本對應工況下節點各相電壓分布特性。
[0077] 步驟S207,對各運行工況的節點電壓分布按運行工況概率分布信息進行統計，獲 得有源配電網規劃階段電壓質量評估結果。
[0078] 在對多工況分組并行與加速處理之后，對各運行工況的節點電壓分布按運行工況 概率分布信息進行統計，從而獲得有源配電網規劃階段電壓質量評估結果。
[0079] 該實施例通過有源配電網多狀態模擬，對負荷節點的工況進行分類，運行拓撲結 構辨識，構建網絡-元件空間子模型，對負荷與分布式電源進行模擬，對多工況分組并行與 加速處理，對各運行工況的節點電壓分布按運行工況概率分布信息進行統計，獲得有源配 電網規劃階段電壓質量評估結果，達到了在有源配電網規劃過程中，降低對有源配電網中 的電壓質量進行準確評估的難度的效果。
[0080] 需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可W在諸如一組計算機可執行指令的 計算機系統中執行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可W W不 同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。
[0081] 本發明實施例還提供了一種有源配電網的電壓質量評估裝置。需要說明的是，該 實施例的有源配電網的電壓質量評估裝置可W用于執行本發明實施例的有源配電網的電 壓質量評估方法。
[0082] 圖3是根據本發明實施例的有源配電網的電壓質量評估裝置。如圖3所示，該有源 配電網的電壓質量評估裝置包括:模擬單元10，分類單元20，建立單元40，處理單元50和統 計單元60。
[0083] 模擬單元10,用于對有源配電網的元件的當前狀態和有源配電網的元件處于當前 狀態的持續時間執行統計模擬，得到模擬結果。
[0084] 分類單元20,用于根據模擬結果對有源配電網的負荷節點進行分類，得到分類結 果；
[0085] 確定單元30,用于確定分類結果的拓撲結構，得到確定結果；
[0086] 建立單元40，用于根據分類結果和確定結果建立有源配電網的預設模型；
[0087] 處理單元50,用于將預設模型執行處理，得到負荷節點的電壓分布信息；
[0088] 統計單元60,用于對電壓分布信息執行統計，得到有源配電網的電壓質量評估結 果。
[0089] 可選地，模擬單元10包括抽樣模塊和第一確定模塊。其中，抽樣模塊用于對有源配 電網的元件的當前狀態和處于當前狀態的持續時間在有源配電網中的概率分布執行抽樣， 得到有源配電網的元件的狀態序列；第一確定模塊，用于根據狀態序列確定有源配電網的 系統的運行狀態序列和有源配電網的系統的持續時間序列。
[0090] 可選地，分類單元20包括選擇模塊，第二確定模塊，獲取模塊和分類模塊。其中，選 擇模塊，用于根據有源配電網的系統的運行狀態序列和有源配電網的系統的持續時間序列 選擇有源配電網的系統的運行狀態;第二確定模塊，用于在運行狀態下確定有源配電網的 網絡線路拓撲的鄰接矩陣;獲取模塊，用于根據鄰接矩陣獲取源-荷最小路集，其中，源-荷 最小路集為任意負荷節點間的最小路集；W及分類模塊，用于根據源-荷最小路集對負荷節 點進行分類，得到網絡負荷節點集、孤島負荷節點集、中斷負荷節點集。
[0091] 可選地，確定單元30包括第=確定模塊和第一聚合模塊。其中，第=確定模塊用于 當分類結果為網絡負荷節點集時，確定有源配電網的并網部分的拓撲結構;第一聚合模塊， 用于當分類結果為孤島負荷節點集時，根據鄰接矩陣和源-荷最小路集，按照連通域對負荷 節點執行聚合，得到孤島負荷節點集的孤島負荷節點子集，并確定孤島負荷節點子集包括 的分布式電源、負荷和儲能裝置。
[0092] 可選地，確定單元30包括第二聚合模塊，用于根據廣度優先捜索算法、鄰接矩陣、 孤島負荷節點集和源-荷最小路集按照連通域對負荷節點執行聚合，得到孤島負荷節點集 的孤島負荷節點子集，并確定與公用的配電網存在連通通路的并網點集合。
[0093] 可選地，建立單元40用于根據分類結果和確定結果選擇有源配電網在運行過程中 的運行工況;獲取運行工況在有源配電網中的概率分布信息；獲取分布式電源和負荷在經 由電力電子裝置接入時的接入信息;建立包括概率分布信息和接入信息的預設模型。
[0094] 可選地，該有源配電網的電壓質量評估裝置還包括:獲取單元，用于在根據分類結 果和確定結果建立有源配電網的預設模型之后，獲取負荷的參數和負荷的輸入輸出信息； 其中，確定單元30還用于根據分布式電源、負荷的參數和負荷的輸入輸出信息確定用于表 示分布式電源和負荷在有源配電網中分布的概率的概率分布模型。
[00%]該實施例通過模擬單元10對有源配電網的元件的當前狀態和有源配電網的元件 處于當前狀態的持續時間執行統計模擬，得到模擬結果;通過分類單元20根據模擬結果對 有源配電網的負荷節點進行分類，得到分類結果;通過確定單元30確定分類結果的拓撲結 構，得到確定結果;通過建立單元40根據分類結果和確定結果建立有源配電網的預設模型； 通過處理單元50將預設模型執行處理，得到負荷節點的電壓分布信息;通過統計單元60對 電壓分布信息執行統計，得到有源配電網的電壓質量評估結果。
[0096] 顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可W用通用 的計算裝置來實現，它們可W集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成 的網絡上，可選地，它們可W用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可W將它們存儲 在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們 中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。運樣，本發明不限制于任何特定的 硬件和軟件結合。
[0097] W上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技 術人員來說，本發明可W有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種有源配電網的電壓質量評估方法，其特征在于，包括： 對有源配電網的元件的當前狀態和所述有源配電網的元件處于所述當前狀態的持續 時間執行統計模擬，得到模擬結果； 根據所述模擬結果對所述有源配電網的負荷節點進行分類，得到分類結果； 確定所述分類結果的拓撲結構，得到確定結果； 根據所述分類結果和所述確定結果建立所述有源配電網的預設模型； 將所述預設模型執行處理，得到所述負荷節點的電壓分布信息；以及 對所述電壓分布信息執行統計，得到所述有源配電網的電壓質量評估結果。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述有源配電網的元件的當前狀態和所 述有源配電網的元件處于所述當前狀態的持續時間執行統計模擬，得到所述模擬結果包 括： 對所述有源配電網的元件的當前狀態和處于所述當前狀態的持續時間在所述有源配 電網中的概率分布執行抽樣，得到所述有源配電網的元件的狀態序列；以及 根據所述狀態序列確定所述有源配電網的系統的運行狀態序列和所述有源配電網的 系統的持續時間序列。3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，根據所述模擬結果對所述有源配電網的負 荷節點進行分類，得到所述分類結果包括： 根據所述有源配電網的系統的運行狀態序列和所述有源配電網的系統的持續時間序 列選擇所述有源配電網的系統的運行狀態； 在所述運行狀態下確定所述有源配電網的網絡線路拓撲的鄰接矩陣； 根據所述鄰接矩陣獲取源-荷最小路集，其中，所述源-荷最小路集為任意所述負荷節 點間的最小路集；以及 根據所述源-荷最小路集對所述負荷節點進行分類，得到網絡負荷節點集、孤島負荷節 點集、中斷負荷節點集。4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，確定所述分類結果的拓撲結構，得到所述 確定結果包括： 當所述分類結果為所述網絡負荷節點集時，確定所述有源配電網的并網部分的拓撲結 構；以及 當所述分類結果為所述孤島負荷節點集時，根據所述鄰接矩陣和所述源-荷最小路集， 按照連通域對所述負荷節點執行聚合，得到所述孤島負荷節點集的孤島負荷節點子集，并 確定所述孤島負荷節點子集包括的分布式電源、負荷和儲能裝置。5. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，確定所述分類結果的拓撲結構，得到所述 確定結果包括:根據廣度優先搜索算法、所述鄰接矩陣、所述孤島負荷節點集和所述源-荷 最小路集按照連通域對所述負荷節點執行聚合，得到所述孤島負荷節點集的孤島負荷節點 子集，并確定與公用的配電網存在連通通路的并網點集合。6. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，根據所述分類結果和所述確定結果建立所 述有源配電網的預設模型包括： 根據所述分類結果和所述確定結果選擇所述有源配電網在運行過程中的運行工況； 獲取所述運行工況在所述有源配電網中的概率分布信息； 獲取所述分布式電源和所述負荷在經由電力電子裝置接入時的接入信息；以及 建立包括所述概率分布信息和所述接入信息的預設模型。7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在根據所述分類結果和所述確定結果建立 所述有源配電網的預設模型之后，所述方法還包括： 獲取所述負荷的參數和所述負荷的輸入輸出信息；以及 根據所述分布式電源、所述負荷的參數和所述負荷的輸入輸出信息確定用于表示所述 分布式電源和所述負荷在所述有源配電網中分布的概率的概率分布模型。8. -種有源配電網的電壓質量評估裝置，其特征在于，包括： 模擬單元，用于對有源配電網的元件的當前狀態和所述有源配電網的元件處于所述當 前狀態的持續時間執行統計模擬，得到模擬結果； 分類單元，用于根據所述模擬結果對所述有源配電網的負荷節點進行分類，得到分類 結果； 確定單元，用于確定所述分類結果的拓撲結構，得到確定結果； 建立單元，用于根據所述分類結果和所述確定結果建立所述有源配電網的預設模型； 處理單元，用于將所述預設模型執行處理，得到所述負荷節點的電壓分布信息；以及 統計單元，用于對所述電壓分布信息執行統計，得到所述有源配電網的電壓質量評估 結果。9. 根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述模擬單元包括： 抽樣模塊，用于對所述有源配電網的元件的當前狀態和處于所述當前狀態的持續時間 在所述有源配電網中的概率分布執行抽樣，得到所述有源配電網的元件的狀態序列；以及 第一確定模塊，用于根據所述狀態序列確定所述有源配電網的系統的運行狀態序列和 所述有源配電網的系統的持續時間序列。10. 根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述分類單元包括： 選擇模塊，用于根據所述有源配電網的系統的運行狀態序列和所述有源配電網的系統 的持續時間序列選擇所述有源配電網的系統的運行狀態； 第二確定模塊，用于在所述運行狀態下確定所述有源配電網的網絡線路拓撲的鄰接矩 陣； 獲取模塊，用于根據所述鄰接矩陣獲取源-荷最小路集，其中，所述源-荷最小路集為任 意所述負荷節點間的最小路集;以及 分類模塊，用于根據所述源-荷最小路集對所述負荷節點進行分類，得到網絡負荷節點 集、孤島負荷節點集、中斷負荷節點集。
【文檔編號】G06Q50/06GK106022590SQ201610320183
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】錢葉牛, 孫健, 原宗輝, 喬宏宇, 楊楠, 王海云, 賈東強, 常乾坤, 張巖, 張再馳
【申請人】國網北京市電力公司, 國家電網公司