計及分布式電源的電能質量監(jiān)測點優(yōu)化配置

2017-10-16 09:18:57 電工技術學報　點擊量：評論 (0)

浙江工業(yè)大學信息工程學院的研究人員翁國慶、黃飛騰、南余榮、朱雙雙、楊曉東，在2017年第13期《電工技術學報》上撰文，為實現智能配電網對電能質量(PQ)進行全面監(jiān)測和擾動事件智能診斷，并考慮系統(tǒng)成本優(yōu)化和分

浙江工業(yè)大學信息工程學院的研究人員翁國慶、黃飛騰、南余榮、朱雙雙、楊曉東，在2017年第13期《電工技術學報》上撰文，為實現智能配電網對電能質量(PQ)進行全面監(jiān)測和擾動事件智能診斷，并考慮系統(tǒng)成本優(yōu)化和分布式電源影響，分析了現有監(jiān)測點配置方法存在的三個缺陷，提出需要同時考慮節(jié)點電壓凹陷域和電流信息全網可觀測的優(yōu)化思路。改進了二進制粒子群優(yōu)化算法(BPSO)的模型和步驟，并構建評價函數，提出一種基于改進粒子群優(yōu)化的電能質量監(jiān)測點配置的算法。

通過改進的BPSO迭代，智能地布置監(jiān)測點，實現了系統(tǒng)性能和經濟成本的最優(yōu)化。最后，在四種不同結構的配電網絡中進行仿真應用。結果表明，該算法能有效地實現PQ監(jiān)測點優(yōu)化配置，以較低的成本實現了配電網的全面監(jiān)測并滿足擾動事件智能診斷和精確定位的需求，且算法具有較好的收斂性和適用性。

隨著電力市場化不斷推進及敏感負荷快速增加，電力故障和電能質量(PowerQuality,PQ)問題造成的經濟損失不斷增加。此外，隨著新能源的開發(fā)與利用，越來越多的分布式電源(DistributedGenerator,DG)接入配電網，對電網節(jié)點電壓、功率潮流和電能質量等產生重大影響。電力供應的可靠性已成為當前智能電網領域的研究熱點[1]。對配電網進行全面監(jiān)測有助于快速排除電力故障和解決PQ問題，降低經濟損失及明確事件責任，對供電可靠性具有重要意義[2,3]。

現有的電能質量監(jiān)測儀(PowerQualityMonitor,PQM)成本較高，從經濟上考慮，系統(tǒng)無法在所有節(jié)點均安裝PQM。但是，目前國內外對于PQM配置問題的研究仍存在一定的缺陷和較大的局限性。文獻[4,5]分別提出了建立在基爾霍夫電流準則(KirchhoffCurrentLaw,KCL)上的PQM優(yōu)化配置方法，但未考慮電壓凹陷域問題。

文獻[6]在前者的基礎上設計了一種網絡化PQ監(jiān)測與分析系統(tǒng)。文獻[7-9]分別提出的基于狀態(tài)估計、粒子群算法以及改進模糊閾值的PQM優(yōu)化配置方法，均忽略了電流信息的完備性。因此，現有方法無法滿足對PQ擾動事件的智能診斷和精確定位需求。

本文提出一種PQM配置優(yōu)化思路：在節(jié)點電壓凹陷域的全網可觀測基礎上，同時兼顧電流信息的完備性，再依據線路的配電權重進行優(yōu)化。改進了二進制粒子群優(yōu)化算法(BinaryParticleSwarmOptimization,BPSO)模型，構建了一種評價函數，并在算法流程中加入反饋校正環(huán)節(jié)，以提高算法效率。

然后，采用改進的BPSO算法求取監(jiān)測點配置最優(yōu)方案，其目標函數是在實現系統(tǒng)性能和經濟優(yōu)化的同時，能滿足PQ事件智能診斷和精確定位的要求。最后，利用Mtalab/Simulink軟件搭建了四種典型的、不同結構的含DG單元配電網模型，并進行了算法編程和仿真計算。

圖3改進BPSO算法流程

結論

考慮到可靠供電對社會經濟發(fā)展的重要性，以及配電網智能化和新能源技術發(fā)展過程中面臨的挑戰(zhàn)，對智能配電網進行PQ全面監(jiān)測具有必要性。針對現有PQ監(jiān)測點優(yōu)化布置算法的缺陷，提出了一種PQM優(yōu)化布置思路。不僅改進了BPSO模型，構建了一種新的評價函數，并提出一種基于改進BPSO的PQM優(yōu)化配置算法。

在四種不同結構的配電網絡上進行仿真，結果表明該算法收斂速度較快并具有較好的通用性，能自動、有效地實現PQ監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測點優(yōu)化配置，且能適用于DG并網的情況。本文算法以較低的成本實現了配電網的PQ全面監(jiān)測，并滿足PQ擾動事件的智能診斷和精確定位需求，克服了現有算法的局限性。