配电网系统拓扑状态辨识方法、装置、存储介质及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配电网系统拓扑状态辨识方法、装置、存储介质及设备，包括：采集配电网系统的量测数据，根据量测数据获取配电网系统的状态变量、量测量及各个支路的支路通断量；根据支路通断量构建支路状态函数；根据状态变量、量测量及支路状态函数构建目标函数；根据目标函数进行求解，得到计算结果；根据计算结果判断配电网系统的拓扑状态。通过实施本发明专利技术，在加权最小二乘法状态估计的基础上，引入支路通断量并构建相应的支路状态函数，同时将构建的支路状态函数融入到以量测估计值与量测实际值之差的加权平方和最小为目标的函数中，得到目标函数，由于该方法考虑了配电网系统中的支路通断量，降低了系统中存在多拓扑错误时错判的可能性。

Distribution Network Topology State Identification Method, Device, Storage Medium and Equipment

【技术实现步骤摘要】
配电网系统拓扑状态辨识方法、装置、存储介质及设备
本专利技术涉及配电网
，具体涉及一种配电网系统拓扑状态辨识方法、装置、存储介质及设备。
技术介绍
对于智能配电网而言，首要任务是掌握配电网的实时运行状态以及预测配电网的运行趋势，这就要求配电网状态估计结果必须有较高的精度。然而，准确的网络拓扑是状态估计的基础，因此，网络拓扑辨识至关重要，是实现配电管理系统(DMS)各种高级应用的基础。目前，配电网中网络拓扑辨识采用的是加权最小二乘法状态估计法，该方法的模型简单、易于求解，但不具有抗干扰性，因此出现了基于残差的加权最小二乘法状态估计法。该方法在计算中由于标准化残差的计算会使每次迭代消耗大量时间，且这些方法认定状态估计结果中的大残差对应网络拓扑错误，因此，针对单一拓扑错误，残差法具备一定的辨识度，但是，针对多拓扑错误时，残差法的辨识度较差、辨识错误率较高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种配电网系统拓扑状态辨识方法、装置、存储介质及设备，以解决基于残差的加权最小二乘法状态估计法针对多拓扑错误的辨识度较差、辨识错误率较高的问题。本专利技术提出的技术方案如下：本专利技术实施例第一方面提供一种配电网系统拓扑状态辨识方法，该辨识方法，包括：采集配电网系统的量测数据，根据所述量测数据获取所述配电网系统的状态变量、量测量及各个支路的支路通断量；根据所述支路通断量构建支路状态函数；根据所述状态变量、量测量及所述支路状态函数构建目标函数；根据所述目标函数进行求解，得到计算结果；根据所述计算结果判断配电网系统的拓扑状态。可选地，根据所述目标函数进行求解，得到计算结果，包括：根据配电网系统节点数、线路参数及所述支路通断量计算得到节点导纳矩阵；根据配电网系统的量测量计算得到量测函数；根据所述量测函数、节点导纳矩阵、状态变量及支路通断量计算得到增广后的雅克比矩阵；根据牛顿－拉夫逊迭代法及所述雅克比矩阵求解所述目标函数，得到计算结果。可选地，根据配电网系统节点数、线路参数及所述支路通断量计算得到节点导纳矩阵，包括：根据配电网系统节点数、线路参数得到节点之间的支路导纳；根据所述支路导纳和所述支路通断量计算得到节点导纳矩阵。可选地，根据所述量测函数、支路状态函数、节点导纳矩阵、状态变量及支路通断量计算得到增广后的雅克比矩阵，包括：根据所述量测函数及状态变量计算得到雅克比矩阵的第一部分；根据所述量测函数、节点导纳矩阵及支路通断量计算得到雅克比矩阵的第二部分；根据所述支路状态函数、状态变量及支路通断量计算得到雅克比矩阵的第三部分；根据所述第一、第二及第三部分计算得到增广后的雅克比矩阵。可选地，所述支路状态函数用下列公式表示：f(l)＝-0.5l2+0.5l，其中，l表示支路通断量。可选地，所述目标函数用下列公式表示：J(xa)＝[z-h(xa)]T×R-1×[z-h(xa)]+[f-f(l)]T×β-1×[f-f(l)]，其中，xa表示状态变量，z表示量测量，R-1表示量测量的权重，β-1表示支路通断量的权重，h(xa)表示量测函数。本专利技术实施例第二方面提供一种配电网系统拓扑状态辨识装置，该辨识装置包括：变量获取模块，用于获取配电网系统的状态变量、量测量及各个支路的支路通断量；状态函数构建模块，用于根据所述支路通断量构建支路状态函数；目标函数构建模块，用于根据状态变量、量测量及所述支路状态函数构建目标函数；计算模块，用于根据所述目标函数进行求解，得到计算结果；判断模块，用于根据所述计算结果判断配电网系统支路状态。可选地，所述计算模块包括：导纳矩阵计算模块，用于根据配电网系统节点数、线路参数及所述支路通断量计算得到节点导纳矩阵；量测函数计算模块，用于根据配电网系统的量测量计算得到量测函数；雅克比矩阵计算模块，用于根据所述量测函数、节点导纳矩阵、状态变量及支路通断量计算得到增广后的雅克比矩阵；计算子模块，用于根据牛顿－拉夫逊迭代法及所述雅克比矩阵求解所述目标函数，计算得到包含迭代修正式的计算结果。本专利技术实施例第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本专利技术实施例第一方面及第一方面任一项所述的配电网系统拓扑状态辨识方法。本专利技术实施例第四方面提供一种配电网系统拓扑状态辨识设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如本专利技术实施例第一方面及第一方面任一项所述的配电网系统拓扑状态辨识方法。本专利技术提出的技术方案，具有如下优点：本专利技术实施例提供的配电网系统拓扑状态辨识方法及装置，在加权最小二乘法状态估计的基础上，通过引入支路通断量并构建相应的支路状态函数，实现了连续量与离散量的融合，同时将构建的支路状态函数融入到以量测估计值与量测实际值之差的加权平方和最小为目标的函数中，得到目标函数，通过对目标函数求解得到的计算结果对支路状态进行判断，由于目标函数中融入了支路状态函数，即考虑了配电网系统中的支路通断量，降低了系统中存在多拓扑错误时错判的可能性，解决了基于残差的加权最小二乘法状态估计法针对多拓扑错误的辨识度较差、辨识错误率较高的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的配电网系统拓扑状态辨识方法的流程图；图2是根据本专利技术另一实施例的配电网系统拓扑状态辨识方法的流程图；图3是根据本专利技术另一实施例的配电网系统拓扑状态辨识方法的流程图；图4是根据本专利技术另一实施例的配电网系统拓扑状态辨识方法的流程图；图5是根据本专利技术实施例的配电网系统拓扑状态辨识装置的结构框图；图6是根据本专利技术另一实施例的配电网系统拓扑状态辨识装置的结构框图；图7是根据本专利技术实施例的配电网系统拓扑状态辨识方法的仿真节点系统图；图8是本专利技术实施例提供的配电网系统拓扑状态辨识终端的硬件结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种配电网系统拓扑状态辨识方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：步骤S101：采集配电网系统的量测数据，根据量测数据获取配电网系统的状态变量、量测量及各个支路的支路通断量。具体地，可以采用配电网系统配备的量测装置采集配电网系统的量测数据，其中，量测量可以包括节点电压幅值、节点注入有功功率、节点注入无功功率以及支路有功功率和支路无功功率等；配电网系统的状态量通常可以由节点电压幅值和节点电压相角组成；各个支路的支路通断量可以用l表示，l是由取值为0或1的离散变量构成，其中l＝1表示支路闭合，l＝0表示支路断开。步骤S102：根据支路通断量构建支路状态函数。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网系统拓扑状态辨识方法，其特征在于，包括：采集配电网系统的量测数据，根据所述量测数据获取所述配电网系统的状态变量、量测量及各个支路的支路通断量；根据所述支路通断量构建支路状态函数；根据所述状态变量、量测量及所述支路状态函数构建目标函数；根据所述目标函数进行求解，得到计算结果；根据所述计算结果判断配电网系统的拓扑状态。

【技术特征摘要】
1.一种配电网系统拓扑状态辨识方法，其特征在于，包括：采集配电网系统的量测数据，根据所述量测数据获取所述配电网系统的状态变量、量测量及各个支路的支路通断量；根据所述支路通断量构建支路状态函数；根据所述状态变量、量测量及所述支路状态函数构建目标函数；根据所述目标函数进行求解，得到计算结果；根据所述计算结果判断配电网系统的拓扑状态。2.根据权利要求1所述的配电网系统拓扑状态辨识方法，其特征在于，根据所述目标函数进行求解，得到计算结果，包括：根据配电网系统节点数、线路参数及所述支路通断量计算得到节点导纳矩阵；根据配电网系统的量测量计算得到量测函数；根据所述量测函数、节点导纳矩阵、状态变量及支路通断量计算得到增广后的雅克比矩阵：根据牛顿-拉夫逊迭代法及所述雅克比矩阵求解所述目标函数，得到计算结果。3.根据权利要求2所述的配电网系统拓扑状态辨识方法，其特征在于，根据配电网系统节点数、线路参数及所述支路通断量计算得到节点导纳矩阵，包括：根据配电网系统节点数、线路参数得到节点之间的支路导纳；根据所述支路导纳和所述支路通断量计算得到节点导纳矩阵。4.根据权利要求2所述的配电网系统拓扑状态辨识方法，其特征在于，根据所述量测函数、支路状态函数、节点导纳矩阵、状态变量及支路通断量计算得到增广后的雅克比矩阵，包括：根据所述量测函数及状态变量计算得到雅克比矩阵的第一部分；根据所述量测函数、节点导纳矩阵及支路通断量计算得到雅克比矩阵的第二部分；根据所述支路状态函数、状态变量及支路通断量计算得到雅克比矩阵的第三部分；根据所述第一、第二及第三部分计算得到增广后的雅克比矩阵。5.根据权利要求1所述的配电网系统拓扑状态辨识方法，其特征在于，所述支路状态函数用下列公式表示：f(l)＝-0.5l2+0.5l，其中，l表示支路通断量。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏明超，陈奇芳，刘洋，李锦艺，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11