1.一种考虑分布式电源并网的电能质量扰动源容错定位方法,包括步骤:
1)对“分布式电源(DGs)并网对方向判定的影响规律”的相关概念进行定义;命名link(G-DG),为某个分布式电源(DG)并网母线与主电源(G)的联接链路;命名Bus(F-DG),为与扰动源(F)直接相连的母线中,DG侧方向的母线;命名link(DG-F),为DGs与扰动源联接链路;
对应各个电能质量监测仪(PQM)或DG,根据配电网潮流方向将整个网络区域划分为与其相应的上游与下游;定义“分流网络”,为对应的PQM与扰动源之间的线路及其分流支路;母线Bus的上下游划分方法与DG相同;定义Bus的所有出线支路,为与Bus直接相连接的所有下游线路,但不包含上游进线;虚拟PQM,是根据实际PQM数据按照电气原理状态估计得到,用于替代一部分实际PQM来降低监测成本;
2)提出DGs并网对PQM扰动方向判定的两条影响规律;第一影响规律:当扰动源在link(G-DG)上,存在“分流网络”且其吸收的扰动能量大于扰动源F从Bus(F-DG)吸收的能量时,会引起link(DG-F)上的PQM扰动方向误判;第二影响规律:当扰动源在DG的上游,会使位于DG下游的PQM监测到的扰动信号被削弱;当扰动源在DG的下游,会使非link(DG-F)上的PQM监测到的扰动信号被削弱;
3)定义PQM的“信度”概念:表征具有模糊特性的PQM监测数据的可信任程度;构建了两种新的信度函数:监测信度和局部信度;监测信度(ci)是指由单个PQM监测数据得出扰动源所在区域方向判定信息的可信程度;局部信度 是指由某线路及其末端母线上相连的PQM构成的局部小范围内监测数据得出的扰动源判定信息的可信程度;
4)针对除DGs“规律一”之外的因素来构建监测信度ci,分为三块内容:监测信度的正负符号sgn(ci)、强弱度系数αi和波动修正系数βi;下标i表示对应于第i个PQM;
定义扰动能量终值 为在扰动持续时间Tf内对扰动功率积分的最终值;定义扰动能量的峰峰值 为在扰动能量的积分过程中,扰动功率的最大值 与最小值之差;
用符号函数sgn求终值 的正负符号,来确定监测信度的符号sgn(ci);
当监测信度ci的符号sgn(ci)为+1,表征方向判定为下游;若其符号为-1,表征方向判定为下游;当其取临界值0时,表征第i个PQM方向判定无效;
定义强度系数αi,用以表征各种因素引起的各PQM扰动信号强弱度差异,对其扰动方向判定可靠性的置信程度影响;强弱度系数αi由 与扰动能量终值最大者 进行运算得到;
定义扰动信号的波动修正系数βi,来表征扰动信号的波动情况和稳定性;对终值与峰峰值 的绝对值,作比值运算,得波动修正系数βi;
进行置信融合得监测信度ci,如下:
5)为解决DG并网第一影响规律引起的误判问题,构造局部信度 定义局部扰动特征值 为扰动能量终值 减去该线路的有功损耗变化ΔELi,并减去该Bus的所有出线支路的扰动能量总和由于负载线路没有末端母线,所以无法直接计算负载线路的局部信度;设负载线路数量为δ条,所有线路上的实际PQM和虚拟PQM的总数为m;对 和其中的最大者 的绝对值作比值,得到局部特征比值 并求出(m-δ)个 中剔除最大者后的均值μ;分段处理得到局部信度
当扰动源位于link(G-DG)上时,局部信度 可用于判定线路Li上是否存在扰动源F;
6)构建粒子群模型及其评价函数;为适应所提容错性定位方法,将矩阵作为PSO算法的粒子,建立新的粒子群优化模型如下;
定义粒子矩阵是具有速度属性的一个维数为(m×1)的矩阵;设立第n个粒子矩阵为Xn,其速度为vn;其元素值xnj取值为+1或-1,来表征对应第j个PQM的上下游方向判定结果;下标变量j取值从1至m;k为迭代次数,第n个粒子矩阵到目前为止(第k次迭代后取值)找到它自身的最优位置称为该粒子的个体极值矩阵 元素值为 而所有粒子矩阵中的最优位置记为全局极值矩阵 元素值为 设置搜索空间限制条件:令F位于线段Li时对应的方向判别矩阵为DLi;DLi的矩阵元素值与Xn的矩阵元素值个数相同,而DLi的元素值取值为F位于线段Li时所有PQM的上下游方向判定正确的取值(+1或-1);将DLi作为粒子矩阵在搜索空间中允许的位置状态;设置速度vn为整数;所有参数的上标(k或k+1)表示第(k或k+1)次迭代后取值;当第n个粒子矩阵的第k次迭代后取值时,vn和Xn的第k+1次迭代公式如下;
其中,ω为惯性权重,λ1和λ2为加速因子,三者都为正实数; 和 为介于[0,1]之间的随机实数,且每次迭代后随机更新一次; 为 的元素值; 表示第k+1次迭代后的速度vn取值,而 表示第k次迭代后的速度vn取值;方向判别矩阵 和表示: 经过第k+1次迭代后更新为 时,其矩阵取值的变更方法是按照DLi的下标i与 进行加、减运算;
构建评价函数F(Xn),用其对粒子矩阵Xn进行评价;F(Xn)的评价值越小,表示解越优良;
7)将初始粒子群代入评价函数,按照迭代公式搜索,不断更新个体极值和全局极值,对cou
已计算过的F(Xn)进行记录并对其个数进行计数k ,避免重复计算;
8)当满足收敛条件: 代入评价函数的值 或者kcou=m,或者达到最大迭
end
代次数k ,则跳出循环;输出全局最优粒子矩阵 信息,将DLi对应的线路Li作为扰动源定位结果。