一种配电网预测辅助装置及其预测状态估计方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种配电网预测辅助装置及其预测状态估计方法，包括：箱体，所述箱体顶部左侧的正面栓接有控制器，所述箱体顶部左侧的背面栓接有主机，所述箱体顶部的四周均栓接有支撑柱，所述支撑柱的顶部栓接有检测台，所述检测台顶部左侧的正面放置有键盘，所述检测台顶部左侧的背面栓接有显示器，所述显示器右侧的底部从上至下依次插设有连接线。本发明专利技术通过通槽、伺服电机、转杆、主动齿轮、从动齿轮、丝杆、螺纹套、移动座和万向轮的配合，可根据使用者根据现场的实际需求，对箱体进行移动和静置固定，便于使用者快速对配电网设备进行预测操作，加快配电网的预测效率，避免造成配电网较长时间的工作等待。长时间的工作等待。长时间的工作等待。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网预测辅助装置及其预测状态估计方法


[0001]本专利技术涉及配电网状态估计方法领域，尤其涉及一种配电网预测辅助装置及其预测状态估计方法。

技术介绍

[0002]在现代电网中，配电网状态估计一般以节点电压、支路电流、支路功率为状态变量进行配电网状态估计算法，数据采集由SCADA系统实时量测得到。RTU设备监控与采集电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数等稳态参数，已广泛应用于调度自动化系统。μPMU能够实时采集电压和电流相量，未来有望在配电网中大规模配置，并实现广域保护。μPMU与RTU采集数据应用系统相互独立，各有优点，但也存在联系。因此，将μPMU与RTU数据深度融合，增加配电网可观性，开发配电网高级应用软件具有重要价值。
[0003]目前国内外对配电网状态估计的研究较多，配电网状态估计算法包括最小二乘算法、快速分解算法、正交变换算法、量测变换状态估计算法，最小二乘算法具有抗差能力弱的问题，快速分解算法具有误差大的问题，正交变换算法具有内存占用较大的问题，量测变换状态估计算法具有效率低的问题。
[0004]且使用者在对配电网状态估计时，需要借助预测辅助装置对配电网进行预测估计，然而现有的预测辅助装置在使用过程中，无法根据使用者的实际需求，对预测辅助装置进行静置固定和移动，大大降低了预测辅助装置的机动性能，延长预测辅助装置的预测估计时长，降低预测辅助装置的预测效率。
[0005]因此，有必要提供一种配电网预测辅助装置及其预测状态估计方法解决上述技术问题。

技术实现思路
/>[0006]本专利技术提供一种配电网预测辅助装置及其预测状态估计方法，解决了国内外对配电网状态估计的研究较多，配电网状态估计算法包括最小二乘算法、快速分解算法、正交变换算法、量测变换状态估计算法，最小二乘算法具有抗差能力弱的问题，快速分解算法具有误差大的问题，正交变换算法具有内存占用较大的问题，量测变换状态估计算法具有效率低，且现有的预测辅助装置在使用过程中，无法根据使用者的实际需求，对预测辅助装置进行静置固定和移动的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供的配电网预测辅助装置，包括：箱体，所述箱体顶部左侧的正面栓接有控制器，所述箱体顶部左侧的背面栓接有主机，所述箱体顶部的四周均栓接有支撑柱，所述支撑柱的顶部栓接有检测台，所述检测台顶部左侧的正面放置有键盘，所述检测台顶部左侧的背面栓接有显示器，所述显示器右侧的底部从上至下依次插设有连接线，所述连接线远离显示器的一侧插设有检测仪器，所述检测仪器的右侧从前至后依次活动连接有检测线探头，所述箱体的内腔设置有升降调节机构。
[0008]优选的，所述升降调节机构包括通槽、伺服电机、转杆、主动齿轮、从动齿轮、丝杆、
螺纹套、移动座和万向轮，所述箱体内腔底部的四周均开设有通槽，所述箱体背面的顶部栓接有伺服电机，所述伺服电机的输出轴贯穿箱体并栓接有转杆，所述转杆的表面从前至后依次栓接有主动齿轮，所述主动齿轮的底部啮合有从动齿轮，所述从动齿轮的内腔竖向栓接有丝杆，所述丝杆的底部与箱体内腔的底部转动连接，所述丝杆的表面螺纹连接有螺纹套，所述螺纹套的外侧栓接有移动座，所述移动座底部的四周均栓接有与通槽配合使用的万向轮。
[0009]优选的，所述箱体底部的四周均栓接有支撑脚，所述支撑脚位于万向轮的外侧，所述支撑脚的底部栓接有防滑头。
[0010]优选的，所述箱体内腔顶部的四周均竖向栓接有限位弹簧，所述限位弹簧的底部与移动座的顶部栓接，所述箱体内腔底部的中心处栓接有防撞橡胶垫。
[0011]优选的，所述箱体顶部的右侧放置有工具盒，所述检测台的左侧栓接有推手架，所述推手架的顶部从前至后依次套设有把手套。
[0012]优选的，一种配电网预测辅助装置的预测状态估计方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0013]步骤一：获取μPMU和RTU量测数据，并利用最优加权平均插值方法对RTU量测数据进行数据填补，实现μPMU和RTU量测数据的融合；
[0014]步骤二：根据μPMU量测方程和RTU量测方程建立混合量测方程；
[0015]步骤三：采用Holt
’
s双参数指数平滑法建立状态转移方程：
[0016]步骤四：建立混合量测的FASE算法数据模型，利用容积卡尔曼滤波技术进行状态方程预测与估计、量测数据预测和滤波修正；
[0017]步骤五：采用IEEE 37节点系统验证方法有效性，且验证系统为IEEE 37节点系统，系统参数：电压等级为4.8KV，功率基准值为1MVA，光伏发电系统PV1和PV2额定容量为0.2MW，分别连接在节点704和708。图4中，μPMU和RTU的量测节点分别用蓝色矩形和红色三角形标记。
[0018]优选的，所述在步骤一过程中，在工频50Hz电网中，RTU数据的更新周期一般为1s，μPMU测量数据的更新周期为20～200ms，RTU更新周期较长因此需根据μPMU数据和RTU历史数据对RTU数据进行填补，数据填补方法采用最优加权平均插值即对RTU的线性插补值和历史平均插补值加权计算出两个样本点之间的数据；
[0019][0020][0021][0022]式中x
RTUh
为前一时刻量测值，x
RTUj
为后一时刻量测值，为i时刻线性插补值为i时刻历史平均插补值，H为历史真实样本的集合，α为权重参数，取典型值0.108，d
i
是从估计值到可接近最近样本的距离。
[0023]优选的，所述在步骤二过程中，μPMU量测节点的量数据以极坐标的形式呈现。将坐
标形式的电压电流相量U∠θ和I∠θ转换成直角坐标变量：
[0024][0025]式中，V和/代表μPMU测得的电压和电流幅值；θ
V
，θ
I
是其量测的电压和电流相角；V
r(P)
，V
x(P)
分别是坐标变换后电压相量的实部和虚部；I
r(P)
，I
x(P)
表示坐标变换后电流相量的实部和虚部；
[0026]建立RTU量测方程：对于RTU量测的三相功率，有功功率P和无功功率Q表示为：
[0027]P＝V
RTU
I
RTU cos(φ
RTU
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0028]Q＝V
RTU
I
RTU sin(φ
RTU
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0029]式中：V
RTU
和I
RTU
分别表示电压幅值和注入电流幅值；cos(φ
RTU
)是功率因数。功率也可以用电压和电流的实部和虚部表示：
[0030]P＝V
R
I
R
+V
I
I
I
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网预测辅助装置，其特征在于，包括：箱体(1)，所述箱体(1)顶部左侧的正面栓接有控制器(2)，所述箱体(1)顶部左侧的背面栓接有主机(3)，所述箱体(1)顶部的四周均栓接有支撑柱(4)，所述支撑柱(4)的顶部栓接有检测台(5)，所述检测台(5)顶部左侧的正面放置有键盘(6)，所述检测台(5)顶部左侧的背面栓接有显示器(7)，所述显示器(7)右侧的底部从上至下依次插设有连接线(8)，所述连接线(8)远离显示器(7)的一侧插设有检测仪器(9)，所述检测仪器(9)的右侧从前至后依次活动连接有检测线探头(10)，所述箱体(1)的内腔设置有升降调节机构(11)。2.根据权利要求1所述的配电网预测辅助装置，其特征在于，所述升降调节机构(11)包括通槽(111)、伺服电机(112)、转杆(113)、主动齿轮(114)、从动齿轮(115)、丝杆(116)、螺纹套(117)、移动座(118)和万向轮(119)，所述箱体(1)内腔底部的四周均开设有通槽(111)，所述箱体(1)背面的顶部栓接有伺服电机(112)，所述伺服电机(112)的输出轴贯穿箱体(1)并栓接有转杆(113)，所述转杆(113)的表面从前至后依次栓接有主动齿轮(114)，所述主动齿轮(114)的底部啮合有从动齿轮(115)，所述从动齿轮(115)的内腔竖向栓接有丝杆(116)，所述丝杆(116)的底部与箱体(1)内腔的底部转动连接，所述丝杆(116)的表面螺纹连接有螺纹套(117)，所述螺纹套(117)的外侧栓接有移动座(118)，所述移动座(118)底部的四周均栓接有与通槽(111)配合使用的万向轮(119)。3.根据权利要求1所述的配电网预测辅助装置，其特征在于，所述箱体(1)底部的四周均栓接有支撑脚(12)，所述支撑脚(12)位于万向轮(119)的外侧，所述支撑脚(12)的底部栓接有防滑头。4.根据权利要求1所述的配电网预测辅助装置，其特征在于，所述箱体(1)内腔顶部的四周均竖向栓接有限位弹簧(13)，所述限位弹簧(13)的底部与移动座(118)的顶部栓接，所述箱体(1)内腔底部的中心处栓接有防撞橡胶垫。5.根据权利要求1所述的配电网预测辅助装置，其特征在于，所述箱体(1)顶部的右侧放置有工具盒(14)，所述检测台(5)的左侧栓接有推手架(15)，所述推手架(15)的顶部从前至后依次套设有把手套。6.根据权利要求1所述的一种配电网预测辅助装置的预测状态估计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：获取μPMU和RTU量测数据，并利用最优加权平均插值方法对RTU量测数据进行数据填补，实现μPMU和RTU量测数据的融合；步骤二：根据μPMU量测方程和RTU量测方程建立混合量测方程；步骤三：采用Holt
’
s双参数指数平滑法建立状态转移方程：步骤四：建立混合量测的FASE算法数据模型，利用容积卡尔曼滤波技术进行状态方程预测与估计、量测数据预测和滤波修正；步骤五：采用lEEE 37节点系统验证方法有效性，且验证系统为IEEE 37节点系统，系统参数：电压等级为4.8KV，功率基准值为1MVA，光伏发电系统PV1和PV2额定容量为0.2MW，分别连接在节点704和708。图4中，μPMU和RTU的量测节点分别用蓝色矩形和红色三角形标记。7.根据权利要求1所述的配电网预测辅助装置的预测状态估计方法，其特征在于，所述在步骤一过程中，在工频50Hz电网中，RTU数据的更新周期一般为1s，μPMU测量数据的更新周期为20～200ms，RTU更新周期较长因此需根据μPMU数据和RTU历史数据对RTU数据进行填
补，数据填补方法采用最优加权平均插值即对RTU的线性插补值和历史平均插补值加权计算出两个样本点之间的数据；算出两个样本点之间的数据；算出两个样本点之间的数据；式中x
RTUh
为前一时刻量测值，x
RTUj
为后一时刻量测值，为i时刻线性插补值为i时刻历史平均插补值，H为历史真实样本的集合，α为权重参数，取典型值0.108，d
i
是从估计值到可接近最近样本的距离。8.根据权利要求1所述的配电网预测辅助装置的预测状态估计方法，其特征在于，所述在步骤二过程中，μPMU量测节点的量数据以极坐标的形式呈现。将坐标形式的电压电流相量U∠θ和I∠θ转换成直角坐标变量：式中，V和/代表μPMU测得的电压和电流幅值；θ
V
，θ
I
是其量测的电压和电流相角；V
r(P)
，V
x(P)
分别是坐标变换后电压相量的实部和虚部；I
r(P)
，I
x(P)
表示坐标变换后电流相量的实部和虚部；建立RTU量测方程：对于RTU量测的三相功率，有功功率P和无功功率Q表示为：P＝V
RTU
I
RTU
cos(φ
RTU
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)Q＝V
RTU
I
RTU
sin(φ
RTU
)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，容春艳，柴林杰，高立坡，康伟，任志刚，李军阔，郭佳，申永鹏，李光毅，唐帅，郝军魁，林榕，王中亮，孙乾，李江，
申请(专利权)人：国家电网有限公司东北电力大学，
类型：发明
国别省市：