交直流混合配電網粗糙狀態估計研究

《交直流混合配電網粗糙狀態估計研究》是依託河海大學，由衛志農擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：交直流混合配電網粗糙狀態估計研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：衛志農
• 依託單位：河海大學

項目摘要

隨著分散式電源、柔性直流輸電等新興元素的湧現，交直流混合配電網逐步成為未來配電網的主流運行方式。同時，配電網狀態估計是配電管理系統的重要組成部分，對保證配電網安全、經濟運行起著至關重要的作用。本課題旨在研究交直流混合配電網粗糙狀態估計。首先，針對交直流混合配電網量測信息的特點以及自身拓撲結構的變化，提出基於粗糙集理論的偽量測分析方法和交直流混合配電網靜態粗糙狀態估計模型，並從三相不對稱解耦、交直流解耦等方面進行算法研究。然後，結合抗差估計器的優良特性，建立基於粗糙集理論的交直流混合配電網抗差狀態估計模型，進一步提高狀態估計的精度和處理粗差的能力。最後，在此基礎上建立基於UKF的交直流混合配電網動態粗糙狀態估計模型，提高算法的魯棒性、計算精度、收斂性。本課題的研究成果對促進交直流混合配電網的發展有重要的理論和實際意義，同時也能有效地實現交直流混合配電網狀態估計的廣泛套用。

結題摘要

隨著分散式電源、柔性直流輸電等新興元素的湧現，交直流混合配電網逐步成為未來配電網的主流運行方式。同時，配電網狀態估計是配電管理系統的重要組成部分，對保證配電網安全、經濟運行起著至關重要的作用。本課題旨在研究交直流混合配電網粗糙狀態估計。 首先，建立了分散式電源接入三相不對稱交流配電網以及直流配電網的併網模型與控制模式；同時基於序電流補償法提出基於序分量的交直流混聯配電網三相解耦快速潮流算法。 其次，考慮到交直流混合配電網量測冗餘度不足的特點，提出基於粗糙集理論通過知識約簡對模糊、不精確、不完全的偽量測信息進行分類，結合高斯混合模型生成相應的量測誤差，構建偽量測模型。提出交直流混合配電網靜態粗糙狀態估計模型，同時採用支路電流幅值量測轉換，進一步減少靜態粗糙狀態估計模型中雅可比矩陣的求解難度。 接著，著重研究了三相不對稱交流電網的解耦狀態估計問題，利用相間解耦補償模型和複數域PQ分解模型，完成了基於雙解耦的交流電網狀態估計；進一步的，對於交直流混合電網狀態估計問題，通過建立交直流系統的邊界信息交換集，將交流電網與直流電網進行解耦估計。 最後，在靜態狀態估計的基礎上考慮負荷和分散式電源的動態變化特性，以負荷日波動曲線和分散式電源的日出力波動曲線為例，採用粗糙集理論處理配電網中的偽量測，建立基於無跡卡爾曼濾波算法（UKF）和粒子濾波（PF）算法的交直流混合配電網動態粗糙狀態估計模型，並比較了兩種算法在計算精度、計算效率等方面的濾波性能。 本課題的研究成果對交直流混合配電網線上監測與安全運行有重要的理論和實際意義，有望為我國新一代智慧型配電網路建設提供技術支持。