基于智能电表量测数据的低压配电台区拓扑模型构建方法

作     者：于煌 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘前进;孙立明

授予年度：2022年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：低压配电台区 相位识别 非线性降维 台区负荷平衡 线路参数估计 

摘      要：低压配电网是整个电力系统与用户端进行交互的关键节点,也是最为靠近用户端的电力网络结构。作为面向用户的交互点,其供电服务能力、供电可靠性直接影响到客户的用电满意度。传统依靠员工人力排查维护拓扑关系的方式在经济上难以承受,在缺乏实时更新的线路信息的情况下,容易产生台区线损过大、线路抢修不及时、不能及时掌握偷漏电现象等。因此电网公司己经注意到提升低压台区的智能化水平的重要性,近年来智能电表已在供电部门的推广下得到广泛应用,国内各地区的智能量测设备的覆盖率也己大幅提高,大量量测的数据为数据驱动的拓扑结构分析提供了可靠的前提,而低压配电网的可视可观也将为电网公司的线损计算、潮流计算提供基础。本文聚焦于低压配电网用户相位识别问题,基于用户相别已知情景下的台区负荷平衡问题,及低压配电网线路电气参数估计问题。相位识别问题可归属于计量拓扑识别问题,台区负荷平衡问题可归属于相位识别应用问题,线路的电气参数估计可归属于电气拓扑识别问题。首先,研究低压用户相别识别问题,即低压配电网计量拓扑识别的问题。在提出原问题为用户3分类问题,并对已有研宄进行回顾的基础上,提出新的组合方法。先以收集台区用户时序电压数据做一定的数据预处理,以潮流特性分析,分离出靠近母线侧部分节点,再应用非线性的降维算法压缩电压幅值时序矩阵形成进一步降维的特征空间,对于特征空间的电压波形以DBSCAN聚类方法进行聚类。对用户相别进行识别。其次,基于低压配电网计量拓扑识别,对台区内三相负荷不平衡提出治理方案。搭建台区内三相负荷平衡数学模型,用户相位状态矩阵,获知用户相位关系、智能电表提供的用户电气负荷信息,基于用户用电负荷一般呈周期规律性波动变化为基础,提出用户相位优化方案以降低台区内三相电流的不平衡程度。对于电气拓扑识别问题,本文着重于解决配电网的线路拓扑参数估计问题,考虑由于台区三相负荷不平衡对各相序母线电压幅值也有一定影响。基于用户节点属于不同相序,分相序构建了配电网络的线路参数模型,最终获得配电线路参数估计值。