1.一种基于电压相关性和能量平衡的有源低压配电网拓扑辨识方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取配电变压器信息和终端用户信息;所述配电变压器信息包括配电变压器的基本量测数据;所述终端用户信息包括用户的位置信息、电压特征和功率特征;S2、将所述配电变压器信息进行预设处理,得到第一数据集;将所述终端用户信息进行预设处理,得到第二数据集;S3、根据所述第一数据集和第二数据集结合电压相关性原理划分用户所属关系,得到第一结果;根据所述第一数据集和第二数据集结合能量平衡原理辨识拓扑关系,得到第二结果;S4、将所述第一结果与所述第二结果进行对比,得到第一差值集合;根据所述第一差值集合进行拓扑关系的修正,得到第三结果,完成拓扑辨识。
2.根据权利要求1所述基于电压相关性和能量平衡的有源低压配电网拓扑辨识方法,其特征在于,所述S4包括:S41、定义所述第一结果为N 1 ,定义所述第二结果为N 2 ;比较N 1 和N 2 的拓扑关系,得到不同部分为第一差值集合N,得到相同部分为N 3 ;S42、根据现有终端用户数据构建目标终端用户地址信息库;将所述目标终端用户地址信息库中的用户位置信息按预设位置等级规划逐级划分为预设数量的层级;S43、将所述第一差值集合N与所述目标终端用户地址信息库中的元素进行对比,将拓扑连接关系匹配对应的部分保留为第一部分,将拓扑连接关系无法匹配对应的部分进行实地校验,得到第二部分,将所述第一部分、第二部分和N 3 进行拼接,得到所述第三结果,完成拓扑辨识。
3.根据权利要求2所述基于电压相关性和能量平衡的有源低压配电网拓扑辨识方法,其特征在于,所述S2包括:设定待识别地区中共有a个配电变压器和b个终端用户,配电变压器的集合A和终端用户的集合B分别为:A={1,2,...,a}B={1,2,...,b}将所述配电变压器信息进行整理,得到第一数据集,第一数据集中第α个配电变压器的电压时序数据U Aα 和功率时序数据P Aα 为:U Aα =[u Aα1 ,u Aα2 ,...,u Aαt ,...,u AαW ] TP Aα =[p Aα1 ,p Aα2 ,...,p Aαt ,...,p AαW ] T其中,u Aαt 为第α个配电变压器在t时刻的电压;p Aαt 为第α个配电变压器在t时刻的功率;W为数据长度;t和α为正整数,t=1,2,...W,α=1,2,...a;T为转置运算符号;将所述终端用户信息进行整理,得到第二数据集,第二数据集中第β个终端用户的电压时序数据U Bβ 和功率时序数据P Bβ 为:U Bβ =[u Bβ1 ,u Bβ2 ,...,u Bβt ,...,u BβW ] TP Bβ =[p Bβ1 ,p Bβ2 ,...,p Bβt ,...,p BβW ] T其中,u Bβt 为第β个终端用户在t时刻的电压;p Bβt 为第β个终端用户在t时刻的功率;β为正整数,β=1,2,...b。
4.根据权利要求3所述基于电压相关性和能量平衡的有源低压配电网拓扑辨识方法,其特征在于,所述S3中根据所述第一数据集和第二数据集结合电压相关性原理划分用户所属关系,得到第一结果包括:S3 1、根据所述第一数据集和第二数据集对低压配电网进行电压特性分析,得到第一电压特性;S32、根据所述第一电压特性计算所有配电变压器与所有终端用户的电压相关性;S33、得到所述第一结果。
5.根据权利要求4所述基于电压相关性和能量平衡的有源低压配电网拓扑辨识方法,其特征在于,所述S31包括:分析电压波动与功率的变动关系,根据电压降落公式,得出终端用户与配电变压器之间的电压关系,可通过如下关系式进行表示:其中,U 0 为配电变压器低压侧出线电压;U i 为终端用户i的电压;R j 和X j 为配电支路j的电阻和电抗;P Lj 和Q Lj 为配电支路j的有功功率和无功功率;i=1,2,...n,n为终端用户个数;在台区内,线路传输的无功功率较小,低压线路的无功功率损耗较小,可以忽略,则上式可以简化为:其中,P k 为注入终端用户k的有功功率;P kloss 为配电支路k的线路损耗;即在同一条线路上的终端用户,电压变化趋势相近,相似性随着电气距离的减小而提高。
6.根据权利要求5所述基于电压相关性和能量平衡的有源低压配电网拓扑辨识方法,其特征在于,所述S32包括:S321、采用Pearson相关系数进行电压相关性计算,配电变压器θ和终端用户β的相关系数r α,β 可通过如下关系式进行表示:其中,u Aαt 为第α个配电变压器在t时刻的电压;u Bβt 为第β个终端用户在t时刻的电压;计算第β个终端用户与配电变压器集合A中每个元素的电压相关性,得到第β个终端用户的电压相关性集合R β :R β ={r 1,β ,r 2,β ,...,r a,β }设R β 中最大的元素为r a′,β ,即:r α′β =max R β其中,α′为1~a间的正整数;则认为第β个终端用户的所属为第α′个配电变压器;S322、计算终端用户集合B内的每一个终端用户计算电压相关性,获取每一个终端用户的所属关系。
7.根据权利要求6所述基于电压相关性和能量平衡的有源低压配电网拓扑辨识方法,其特征在于,所述S3中根据所述第一数据集和第二数据集结合能量平衡原理辨识拓扑关系,得到第二结果包括:定义二维变量xα,β,用于表示第β个终端用户是否属于第α个配电变压器;当xα,β=1,表示第β个终端用户属于第α个配电变压器;当x α,β =0,表示第β个终端用户不属于第α个配电变压器;定义向量X α 表示第α个配电变压器的拓扑关系,定义矩阵X表示所有配电变压器的拓扑关系:X α =[x α,1 ,x α,2 ,...,x α,b ] TX=[X 1 ,X 2 ,...,X α ] T其中,a为待识别地区配电变压器的数量;b为待识别地区终端用户的数量;α=1,2,...a;β=1,2,...b;定义Q为由a个子矩阵q沿对角线方向排列行成的矩阵:其中,Q矩阵行数为a×W,列数为a×b,其中W为时序数据的长度;定义ξ为误差向量,则在考虑误差的情况下,配电网中的功率关系P为:P=QX T +ξ其中,X T 为矩阵X的转置矩阵;因此将求解配电变压器和终端用户从属关系的问题转化为二次规划问题,得到二次规划模型;求解所述二次规划模型,即得到第二结果。
8.根据权利要求7所述基于电压相关性和能量平衡的有源低压配电网拓扑辨识方法,其特征在于,所述二次规划模型包括:目标函数,可通过如下关系式进行表示:min||P-QX T ||2约束条件,可通过如下关系式进行表示:
9.一种计算机介质,其特征在于,包括处理器、存储器和实现上述权利要求1至8任一项所述方法的计算机程序。