本發(fā)明涉及配電網(wǎng)分析，具體為一種配電網(wǎng)線路狀態(tài)分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在配電網(wǎng)線路使用時(shí)大量的分布式電源接入電網(wǎng)，由于其出力具有波動(dòng)性、間歇性的特點(diǎn)，如果不加以引導(dǎo)和控制，會(huì)造成配網(wǎng)供電可靠性降低等問題，有必要通過有源配電網(wǎng)主動(dòng)感知的建設(shè)，確保線路狀態(tài)平穩(wěn)，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)向有源化管理快速轉(zhuǎn)變，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)打好基礎(chǔ)，由于當(dāng)前配電網(wǎng)大多為輻射性線路或采用閉環(huán)設(shè)計(jì)開環(huán)運(yùn)行的接線方式，其本質(zhì)為單端供電模式，而分布式能源的接入，改變了原有的單端供電模式，導(dǎo)致配電網(wǎng)潮流及短路電流分布發(fā)生明顯變化，從而影響了配電線路的故障處理策略；

2、傳統(tǒng)的調(diào)度模式和要求已經(jīng)無法適應(yīng)新型電力系統(tǒng)下的配網(wǎng)潮流模式，給調(diào)控應(yīng)用帶來非常大的不確定性，大大加重了故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)和人員監(jiān)控的運(yùn)行成本壓力，隨著分布式電源大量接入配電網(wǎng)，配電網(wǎng)由無源變成有源，原來的單一潮流變成雙向互動(dòng)，一方面增加節(jié)點(diǎn)電壓越限的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)電壓波動(dòng)性增大，連接的線路會(huì)受到影響，不利于安全運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種配電網(wǎng)線路狀態(tài)分析方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種配電網(wǎng)線路狀態(tài)分析方法，包括以下步驟：

3、s1、計(jì)算各區(qū)域分配值：利用風(fēng)電場無功分配算法根據(jù)季度因子、白天夜晚因子和風(fēng)電場理論無功剩余可調(diào)容量分析出當(dāng)前風(fēng)電場的分配值，利用光伏電站無功分配算法根據(jù)季度因子、白天夜晚因子和光伏電站理論無功剩余可調(diào)容量分析出當(dāng)前光伏電站的分配值；

4、s2、設(shè)置電網(wǎng)分區(qū)方式：對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)的方式為五種，分別是地理分區(qū)、電壓等級(jí)分區(qū)、級(jí)聯(lián)拓?fù)浞謪^(qū)、靈敏度分區(qū)和智能分區(qū)，其中地理分區(qū)是統(tǒng)計(jì)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)部所有電源的地理位置，將在設(shè)定間距內(nèi)的電源劃分為同一區(qū)域，按照電壓等級(jí)分區(qū)是先進(jìn)行縱向的電壓等級(jí)層級(jí)劃分，再橫向劃分，得到各電壓層級(jí)上對(duì)應(yīng)的電源集合；

5、s3、分析智能分區(qū)：按照智能分區(qū)是利用矩陣生成算法根據(jù)不同節(jié)點(diǎn)之間的功率傳輸容量和等效阻抗計(jì)算出電耦合強(qiáng)度矩陣，利用kmeans算法對(duì)電源進(jìn)行分區(qū)，通過電氣模塊度提取算法計(jì)算出電氣模塊度數(shù)值；

6、s4、調(diào)整靈敏度：將節(jié)點(diǎn)過電壓、過負(fù)荷、關(guān)口過負(fù)荷的區(qū)域閉鎖，并計(jì)算出當(dāng)前設(shè)備的無功可調(diào)裕度和節(jié)點(diǎn)的靈敏度，根據(jù)各類無功可調(diào)資源的響應(yīng)特性進(jìn)行地調(diào)及新能源場站從屬分區(qū)，獲取各無功源投切時(shí)序矩陣中的狀態(tài)矩陣和時(shí)間響應(yīng)矩陣，將二者一一映射并進(jìn)行元素排序重組，形成地調(diào)和新能源場站各自無功源的投切時(shí)序，利用靈敏度優(yōu)化已形成的各無功源的投切時(shí)序與增量，并對(duì)其持續(xù)在線更新；

7、s5、生成最優(yōu)方案：將時(shí)序矩陣、增量矩陣、靈敏度矩陣中的各類無功源求取交集，得到最終的各無功源投切時(shí)序和增量，對(duì)存在同等優(yōu)先級(jí)的無功源用分時(shí)加權(quán)矩陣進(jìn)一步優(yōu)化評(píng)估，循環(huán)校驗(yàn)不同策略方案，形成最優(yōu)策略方案，執(zhí)行后監(jiān)測最優(yōu)方案執(zhí)行結(jié)果，記錄異常行為。

8、優(yōu)選的，所述步驟s1具體包括以下步驟：

9、s101、獲取當(dāng)前日期和時(shí)間數(shù)據(jù)后，對(duì)這些數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的季節(jié)和白天夜晚進(jìn)行判別后，根據(jù)白天夜晚分析出對(duì)應(yīng)的因子；

10、s102、接收指定風(fēng)電場的額定功率、季度夜晚有功出力均值和風(fēng)電場理論無功剩余可調(diào)容量，利用風(fēng)電場無功分配算法根據(jù)風(fēng)電場的額定功率和季度夜晚有功出力均值計(jì)算出當(dāng)前對(duì)應(yīng)的季度因子，通過季度因子、白天夜晚因子和風(fēng)電場理論無功剩余可調(diào)容量分析出當(dāng)前風(fēng)電場的分配值，所述風(fēng)電場無功分配算法具體為：

11、

12、其中，表示季度因子，表示該風(fēng)電場的額定功率，表示該風(fēng)電場季度夜晚有功出力均值，表示該風(fēng)電場可承擔(dān)的無功額度，表示季度因子，表示白天夜晚因子，表示該風(fēng)電場理論無功剩余可調(diào)容量；

13、s103、接收指定光伏電站季度白天有功出力均值、額定功率和光伏電站理論無功剩余可調(diào)容量，利用光伏電站無功分配算法根據(jù)光伏電站季度白天有功出力均值和額定功率計(jì)算出當(dāng)前對(duì)應(yīng)的季度因子，通過季度因子、白天夜晚因子和光伏電站理論無功剩余可調(diào)容量分析出當(dāng)前光伏電站的分配值，所述光伏電站無功分配算法具體為：

14、

15、其中，表示該光伏電站可承擔(dān)的無功額度，表示季度因子，表示白天夜晚因子，表示該光伏電站理論無功剩余可調(diào)容量，表示白天因子，表示夜晚因子，表示該光伏電站季度白天有功出力均值，表示該光伏電站的額定功率。

16、優(yōu)選的，所述步驟s2具體包括以下步驟：

17、s201、獲取電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系以及各個(gè)設(shè)備狀態(tài)估計(jì)量后，將其存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫中；

18、s202、按照地理分區(qū)是統(tǒng)計(jì)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)部所有電源的地理位置，判斷每處電源與其他電源之間的間距，若間距小于等于設(shè)定的距離值，則將這兩處電源劃分為同一區(qū)域。

19、優(yōu)選的，所述步驟s2具體還包括以下步驟：

20、s203、按照電壓等級(jí)分區(qū)是先進(jìn)行縱向的電壓等級(jí)層級(jí)劃分，得到各電壓層級(jí)，再對(duì)各電壓層級(jí)進(jìn)行橫向劃分，得到各電壓層級(jí)上對(duì)應(yīng)的電源集合；

21、s204、按照級(jí)聯(lián)拓?fù)浞謪^(qū)是對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行拓?fù)浞治龊螅O(shè)置不同級(jí)聯(lián)區(qū)域的相關(guān)度，若不同電源的相關(guān)度在同一范圍內(nèi)時(shí)，將其劃分到同一電網(wǎng)分區(qū)；

22、s205、按照靈敏度分區(qū)是通過靈敏度分析算法計(jì)算各電源對(duì)每個(gè)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的電壓響應(yīng)度后，按照電壓響應(yīng)度對(duì)電源進(jìn)行分區(qū)。

23、優(yōu)選的，所述步驟s3具體包括以下步驟：

24、s301、按照智能分區(qū)是利用矩陣生成算法根據(jù)不同節(jié)點(diǎn)之間的功率傳輸容量和等效阻抗計(jì)算出電耦合強(qiáng)度矩陣；

25、s302、將矩陣輸入至深度學(xué)習(xí)稀疏自編碼器中，對(duì)矩陣進(jìn)行降維后，利用kmeans算法對(duì)電源進(jìn)行分區(qū)；

26、s303、通過電氣模塊度提取算法根據(jù)不同節(jié)點(diǎn)之間的電耦合強(qiáng)度以及總和計(jì)算出電氣模塊度數(shù)值后，若電氣模塊度數(shù)值大于等于閾值，則判定分區(qū)成功，反之則重新進(jìn)行分區(qū)。

27、優(yōu)選的，所述步驟s4具體包括以下步驟：

28、s401、獲取電網(wǎng)數(shù)據(jù)，把所有節(jié)點(diǎn)的模擬量、數(shù)字量與對(duì)應(yīng)閾值進(jìn)行比較，得到電網(wǎng)中需要閉鎖的設(shè)備，將節(jié)點(diǎn)過電壓、過負(fù)荷、關(guān)口過負(fù)荷的區(qū)域閉鎖；

29、s402、獲取當(dāng)前設(shè)備無功輸出量、參考值和潮流收斂后的統(tǒng)一雅可比矩陣，計(jì)算當(dāng)前設(shè)備的無功可調(diào)裕度和節(jié)點(diǎn)的靈敏度；

30、s403、根據(jù)各類無功可調(diào)資源的響應(yīng)特性進(jìn)行地調(diào)及新能源場站從屬分區(qū)，獲取各無功源投切時(shí)序矩陣中的狀態(tài)矩陣和時(shí)間響應(yīng)矩陣，將二者一一映射并進(jìn)行元素排序重組，形成地調(diào)和新能源場站各自無功源的投切時(shí)序；

31、s404、獲取各無功源投切增量矩陣中的狀態(tài)矩陣和容量矩陣，對(duì)二者一一映射并求取映射后矩陣的特征值，以特征值大小作為對(duì)應(yīng)無功源無功出力大小的權(quán)重，從而得到地調(diào)和新能源場站各自無功源的投切增量；

32、s405、直接以各無功源對(duì)節(jié)點(diǎn)的電壓支撐程度生成對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)靈敏度，利用靈敏度優(yōu)化已形成的各無功源的投切時(shí)序與增量，并對(duì)其持續(xù)在線更新。

33、優(yōu)選的，所述步驟s5具體包括以下步驟：

34、s501、對(duì)時(shí)序矩陣、增量矩陣、靈敏度矩陣中的各類無功源求取交集，得到最終的各無功源投切時(shí)序和增量；

35、s502、若均無交集以及兩兩無交集則以滿足無功增量優(yōu)先，對(duì)其中存在同等優(yōu)先級(jí)的無功源用分時(shí)加權(quán)矩陣進(jìn)一步優(yōu)化評(píng)估，在設(shè)定時(shí)間范圍內(nèi)，每調(diào)節(jié)成功一次即加一分，形成分時(shí)加權(quán)矩陣，超過設(shè)定時(shí)間范圍，加權(quán)值清零，重新計(jì)數(shù)；

36、s503、循環(huán)校驗(yàn)不同策略方案，形成最優(yōu)策略方案，執(zhí)行后監(jiān)測最優(yōu)方案執(zhí)行結(jié)果，記錄異常行為。

37、所述一種配電網(wǎng)線路狀態(tài)分析系統(tǒng)，包括分配值計(jì)算單元、分區(qū)方式設(shè)置單元、智能分區(qū)處理單元、靈敏度優(yōu)化單元和方案執(zhí)行單元；

38、所述分配值計(jì)算單元利用風(fēng)電場無功分配算法根據(jù)季度因子、白天夜晚因子和風(fēng)電場理論無功剩余可調(diào)容量分析出當(dāng)前風(fēng)電場的分配值，利用光伏電站無功分配算法根據(jù)季度因子、白天夜晚因子和光伏電站理論無功剩余可調(diào)容量分析出當(dāng)前光伏電站的分配值；

39、所述分區(qū)方式設(shè)置單元對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)的方式為五種，分別是地理分區(qū)、電壓等級(jí)分區(qū)、級(jí)聯(lián)拓?fù)浞謪^(qū)、靈敏度分區(qū)和智能分區(qū)，其中地理分區(qū)是統(tǒng)計(jì)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)部所有電源的地理位置，將在設(shè)定間距內(nèi)的電源劃分為同一區(qū)域，按照電壓等級(jí)分區(qū)是先進(jìn)行縱向的電壓等級(jí)層級(jí)劃分，再橫向劃分，得到各電壓層級(jí)上對(duì)應(yīng)的電源集合；

40、所述智能分區(qū)處理單元按照智能分區(qū)是利用矩陣生成算法根據(jù)不同節(jié)點(diǎn)之間的功率傳輸容量和等效阻抗計(jì)算出電耦合強(qiáng)度矩陣，利用kmeans算法對(duì)電源進(jìn)行分區(qū)，通過電氣模塊度提取算法計(jì)算出電氣模塊度數(shù)值；

41、所述靈敏度優(yōu)化單元將節(jié)點(diǎn)過電壓、過負(fù)荷、關(guān)口過負(fù)荷的區(qū)域閉鎖，并計(jì)算出當(dāng)前設(shè)備的無功可調(diào)裕度和節(jié)點(diǎn)的靈敏度，根據(jù)各類無功可調(diào)資源的響應(yīng)特性進(jìn)行地調(diào)及新能源場站從屬分區(qū)，獲取各無功源投切時(shí)序矩陣中的狀態(tài)矩陣和時(shí)間響應(yīng)矩陣，將二者一一映射并進(jìn)行元素排序重組，形成地調(diào)和新能源場站各自無功源的投切時(shí)序，利用靈敏度優(yōu)化已形成的各無功源的投切時(shí)序與增量，并對(duì)其持續(xù)在線更新；

42、所述方案執(zhí)行單元將時(shí)序矩陣、增量矩陣、靈敏度矩陣中的各類無功源求取交集，得到最終的各無功源投切時(shí)序和增量，對(duì)存在同等優(yōu)先級(jí)的無功源用分時(shí)加權(quán)矩陣進(jìn)一步優(yōu)化評(píng)估，循環(huán)校驗(yàn)不同策略方案，形成最優(yōu)策略方案，執(zhí)行后監(jiān)測最優(yōu)方案執(zhí)行結(jié)果，記錄異常行為。

43、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

44、本發(fā)明通過設(shè)定季度因子和白天夜晚因子來選取合適目標(biāo)，因?yàn)椴煌履茉淳哂屑竟?jié)性差異，白天夜晚也不盡相同，有必要對(duì)其進(jìn)行差異性劃分，并進(jìn)行針對(duì)性控制，以適應(yīng)不同的場景，同時(shí)將電網(wǎng)分區(qū)的方式設(shè)置為多種，使得不同的控制節(jié)點(diǎn)可根據(jù)需要靈活選取分區(qū)方法，實(shí)現(xiàn)地區(qū)電網(wǎng)電壓的有效調(diào)節(jié)，保證線路能夠安全使用，并且循環(huán)校驗(yàn)不同策略方案，形成最優(yōu)策略方案，提升配電網(wǎng)規(guī)劃中對(duì)于不同類型分布式電源的協(xié)調(diào)能力，確保線路狀態(tài)穩(wěn)定，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)也減少了現(xiàn)場及周邊供電條件勘察的人員和交通投入，為各種電源對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃的適應(yīng)性提供基礎(chǔ)支撐，減少用戶供電質(zhì)量差、相位不同步、欠相供電等安全問題，保證了配電網(wǎng)線路的高效使用。