配电网抗差状态估计及其分布式并行计算

摘要

配电自动化已成为配电网发展的必然趋势，其实现对配电网数据的完整性、精确性和实时性提出了更高的要求。而在量测配置不足、量测精度不高等配电网量测配置现状下，传统的配电网状态估计算法依然存在弊端，在抗差性、适应性等方面仍有待于进一步提高。此外，随着电力需求的急剧增长，配电网节点矩阵规模日益扩大，传统的配电网状态估计串行算法已难以满足配电网的实时分析与安全控制对计算速度的需求。 本文针对以上两个问题，研究了配电刚抗差状态估计及其分布式并行计算问题。⑴采用考虑大规模电流幅值量测的配电网MES抗差状态估计算法对配置较多电流幅值量测的馈线进行状态估计;在其基础上，针对功率量测较多的馈线，选取支路电流作为状态量，采用量测变换技术，进一步提出以MES为目标函数的考虑大规模功率量测的配电网抗差状态估计算法;结合两种算法实现单条馈线的状态估计。算例验证结果表明:两种算法结合后，在计算精度和计算复杂度方面可与传统状态估计算法相比拟，且其抗差能力的优势更为突出。⑵提出分布式并行计算平台的分布式框架和运行机制，构建基于ZeroMQ技术的分布式通信架构，采用CIM模型实现分布式平台的数据处理，综合建立基于数据级任务分解的分布式并行计算平台系统模型。以馈线作为基本分析单元形成状态估计子任务，在分布式并行计算平台上实现配电网全局状态估计的分布式并行计算。算例验证结果表明：在该平台上进行大规模配电网抗差状态估计，能够满足实时性的要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外发展现状

1．2．1 配电网状态估计的发展现状

1．2．2 MPI在电网中的应用现状

1．3 论文研究的内容

1．3．1 论文主要内容

1．3．2 论文创新点

第2章 配电网MES抗差状态估计

2．1 MES电力系统抗差状态估计理论

2．1．1 MES理论基础

2．1．2 电力系统抗差状态估计MES目标函数

2．2 MES配电网抗差状态估计模型

2．2．1 配电网馈线支路模型

2．2．2 考虑大规模电流幅值量测的配电网MES估计模型

2．2．3 考虑大规模支路功率量测的配电网MES估计模型

2．3 算例验证

2．3．1 计算精度验证

2．3．2 不良数据辨识能力验证

2．3．3 计算复杂度评估

2．4 本章小结

第3章 分布式并行计算平台系统模型

3．1 分布式平台系统结构、运行机制

3．1．1 平台分布式结构

3．1．2 平台运行机制

3．2 分布式通信架构及其关键技术

3．2．1 分布式关键技术ZeroMQ

3．2．2 通信架构

3．3 分布式平台数据处理

3．3．1 配电网CIM模型

3．3．2 基于CIM模型的配电网拓扑分析

3．4 本章小结

第4章 配电网抗差状态估计在分布式并行计算平台上的实现

4．1 配电网抗差状态估计在平台上的实现过程

4．1．1 平台初始化

4．1．2 任务生成

4．1．3 任务调度

4．1．4 子任务计算

4．1．5 结果回收、处理及显示

4．1．6 配电网抗差状态估计分布式并行计算的实现流程

4．2 分布式并行计算平台计算性能测试算例

4．3 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 后续工作及展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果

致谢