CN104410168A - 一种基于开关闭合概率的配电网遥信辨识的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于开关闭合概率的配电网遥信辨识的方法，属于电力系统调度自动化技术领域。本发明先对目标网络进行拓扑分析形成电气岛，将电气岛划分为电气活岛和死岛，根据遥测的实际配置将死岛分成待激活岛和非激活岛，根据活岛、待激活岛和非激活岛的链接关系，判断出概率1错误的遥信，重新划分活岛、待激活岛和非激活岛，直到无法判断出概率1错误的遥信；对活岛和待激活岛进行分层编号，利用条件概率由上层电气岛的遥信概率推测下层电气岛的遥信概率，得到遥信的可疑概率，遥信的可疑概率越大，则遥信越可能错误。该方法可以适用于任何类型的遥测组合和任何冗余度大小的系统，可以解决目前遥测、遥信不全、质量不高的配电网遥信辨识问题。

Description

一种基于开关闭合概率的配电网遥信辨识的方法

技术领域

本发明涉及一种基于开关闭合概率的配电网遥信辨识的方法，属于电力系统调度自动化技术领域。

背景技术

遥信、遥测、遥控、遥调(简称“四遥”)是电力系统自动化的重要基础支撑技术，将遥信、遥测信息传送至调度系统，调度系统基于电力系统的静态模型和遥信、遥测数据进行优化分析，生成一系列的指令，然后再通过通信通道将指令发送出去。遥信就是将开关的开/合状态传递到调度中心，调度根据遥信状态分析、调整电力系统的运行方式。遥测是遥测安装点出的采集设备对目标设备进行数据采集得到的连续量；而遥信是开关的开合状态的开关量，一般而言，遥信的可靠性对电力系统优化运行的影响比遥测要大的多，因为它的正确与否会影响到电力系统的拓扑连接关系，影响到对电力系统的运行方式。

随着自动化技术、传感技术的发展，电力系统的输电网(110kV及以上的电网)遥测信息已经具备了较高的冗余度，不少变电站内配置了站内遥信辨识系统，保证了遥信的正确性在90％以上，在调度侧，能量管理系统集合所有的遥测、遥信信息进行综合分析，从而得到高可靠的遥信。正是由于遥测信息的足够冗余，输电网遥信识别已经不是难事，最为常见的方法是遥测遥信矛盾排除法，其主要思路如下：获取开关的遥信量，并对开关的遥测量进行分析，如果开关的状态是打开，而开关的遥测量(电流、功率等)超过了事先指定的门槛，则观察开关所连接的对端开关遥测量，如果对端遥测量也超过了事先指定的门槛，那么则断定原开关遥信错误。该方法在实际系统中得到了普遍的应用，取得了不错的效果，这种简单的辨识遥信的方法之所以有效，源于输电网多年持续发展、投资而实现的遥测信息的冗余。

与输电网相比，配电网的自动化水平还比较低，遥测情况比较简单，系统处于不可观测或者接近可观测的水平上，原有输电网遥信识别的方法根本无法应用，在这种的现状下，从理论上讲是无法准确判断所有遥信的准确性。另外，各个地区的配电网遥测配置差异性大、不同地区之间的遥测配置冗余性差异大，这些情况都对遥信识别方法提出了很高的要求。

理想的遥信识别方法应降低甚至摆脱对遥测类型的依赖性，且能够在冗余度差异较大的情形仍有着不错的辨识能力，就目前的研究成果看，目前配网遥信识别尚处于探索和起步阶段，主流观点认为配电网虽然处于近乎无法可观测的状态，但是可以排除一部分明显错误的遥信，剩余的遥信的正确性则无法判断。随着配电网硬件采集终端的普及和推广，配电网必然会经历不可观测、临界可观测、完全可观测的阶段，在目前所处的初级阶段，如何利用有限的遥测遥信，最大程度的进行挖掘分析，更准确的进行遥信识别，是一项紧迫却又持久的任务。

发明内容

本发明的目的提出一种基于开关闭合概率的配电网遥信辨识的方法，通过拓扑分析和遥测量配置划分电气活岛、待激活电气岛和死岛，在遥测足够冗余的情况下，辨识出所有的坏遥信，在遥测冗余度低的时候，辨识出概率1错误的遥信，以解决当前配电网遥测、遥信不全、质量不高条件下的遥信辨识难题。

本发明提出的基于开关闭合概率的配电网遥信辨识的方法，包括以下步骤：

(1)对待辨识的配电网根据广度优先搜索或深度优先搜索，形成多个内部电气相连的电气岛，将岛内含有电源的电气岛定义为活岛，将岛内不含有电源的电气岛定义为死岛；

(2)设定遥测个数的阈值m，统计上述死岛上一次设备的遥测个数，若死岛上的遥测个数大于m，则将该死岛标识为待激活岛，若死岛上的遥测个数小于或等于m，则将该死岛标识为不可激活岛；

(3)将上述第i个待激活岛记为A_i，统计A_i与上述所有活岛之间的联络开关的总个数，若联络开关的总个数等于1，则该联络开关的遥信的错误概率为1，并对错误的遥信进行纠正，改变遥信的原有状态，使遥信的原有状态由开转为合，遍历所有待激活岛，重复本步骤，统计错误概率为1的遥信个数，如果错误概率为1的遥信总个数大于0，则返回步骤(1)，若错误概率为1的遥信个数等于0，则进行步骤(4)；

(4)对所有活岛按照广度优先搜索进行层数编号，设所有活岛的层号为1，设与活岛之间有联络开关的待激活岛的层号为2，每个待激活岛与其它所有电气岛之间的联络开关分成两类，一类为与上层电气岛之间的联络开关，记为上层联络开关，另一类为与下层电气岛之间的联络开关，记为下层联络开关；

(5)设待激活岛Ai的上层联络开关个数为n，则待激活岛Ai的所有上层联络开关的闭合概率为1/n，从层号为2的待激活岛开始，计算该层待激活岛的上层联络开关的闭合概率，依次计算配电网中各层待激活岛的上层联络开关闭合概率；

(6)将上述上层联络开关闭合概率进行降序排列，闭合概率越大，则与该闭合概率相对应的联络开关的遥信越可疑。

本发明提出的一种基于开关闭合概率的配电网遥信辨识的方法，其优点是：该方法基于拓扑分析和遥测分析的基础上，划分电气活岛、电气死岛，在遥测分析的基础上对电气死岛进行细分：待激活电气岛、不可激活岛，纠正概率1错误的遥信后更新各个电气岛的属性(活岛、待激活岛、不可激活岛)，之后分层分析各个待激活岛的开关闭合概率。该方法在遥测足够冗余的情况下，可以辨识出所有的坏遥信，在遥测冗余度低的时候，可以以概率1辨识出错误的遥信，同时可以给出其他可疑遥信的概率。因此它可以适用于任何类型的遥测组合和任何冗余度大小的系统，很好的解决当前配电网遥测、遥信不全、质量不高的情况下遥信识别的问题，指导相关人员有目的性的检查、核对遥信，大大降低了人力、物力成本，显著缩短了遥测排查、修正的时间，从而提高配电系统的可靠性；另外该方法遥信识别的结果可以让调度人员更准确的掌握当前系统的运行方式。

附图说明

图1是本发明方法的一个实施例中所用的配电网原始拓扑图。

图2是本发明方法中实施例中遥信识别后得到的拓扑图。

具体实施方式

本发明提出的一种基于开关闭合概率的配电网遥信辨识的方法，包括以下步骤：

(1)对待辨识的配电网根据广度优先搜索或深度优先搜索，形成多个内部电气相连的电气岛，将岛内含有电源的电气岛定义为活岛，将岛内不含有电源的电气岛定义为死岛；

(2)设定遥测个数的阈值m，统计上述死岛上一次设备的遥测个数，若死岛上的遥测个数大于m，则将该死岛标识为待激活岛，若死岛上的遥测个数小于或等于m，则将该死岛标识为不可激活岛；

(3)将上述第i个待激活岛记为A_i，统计A_i与上述所有活岛之间的联络开关的总个数，若联络开关的总个数等于1，则该联络开关的遥信的错误概率为1，并对错误的遥信进行纠正，改变遥信的原有状态，使遥信的原有状态由开转为合，遍历所有待激活岛，重复本步骤，统计错误概率为1的遥信个数，如果错误概率为1的遥信总个数大于0，则返回步骤(1)，若错误概率为1的遥信个数等于0，则进行步骤(4)；

(4)对所有活岛按照广度优先搜索进行层数编号，设所有活岛的层号为1，设与活岛之间有联络开关的待激活岛的层号为2，每个待激活岛与其它所有电气岛之间的联络开关分成两类，一类为与上层电气岛之间的联络开关，记为上层联络开关，另一类为与下层电气岛之间的联络开关，记为下层联络开关；

(5)设待激活岛Ai的上层联络开关个数为n，则待激活岛Ai的所有上层联络开关的闭合概率为1/n，从层号为2的待激活岛开始，计算该层待激活岛的上层联络开关的闭合概率，依次计算配电网中各层待激活岛的上层联络开关闭合概率；

(6)将上述联络开关闭合概率进行降序排列，闭合概率越大，则与该闭合概率相对应的联络开关的遥信越可疑。

以下结合具体实施例，详细介绍本发明的方法：

首先对实施例进行简要的说明，该实施例为一个如图1所示的59节点的单馈线系统，该馈线由节点0和1之间的变压器(电源)供电，该馈线上配置了遥测信息，为了简便起见，仅标出了遥信状态为开的开关(图中虚线表示，共四处)，图中节点38----节点42之间、节点8----节点42之间、节点2---节点27之间、节点16----节点17之间的开关遥信为开；图中圆圈代表该处配置了遥测信息。

该实施例中具体过程如下：

(1)对待辨识的配电网根据广度优先搜索或深度优先搜索，形成多个内部电气相连的电气岛，将岛内含有电源的电气岛定义为活岛，将岛内不含有电源的电气岛定义为死岛；

根据广度优先搜索或深度优先搜索均可以分析出，该目标网络中包含4个电气岛，其中各个电气岛包含的节点如下表所示

电气岛	包含的节点	类型
			Island1	0——16,35——38，40——41,56——58	活岛
Island2	27——34	死岛
			Island3	42——54	死岛
Island4	17——26	死岛

由于仅电气岛Island1包含有电源，因此该岛为活岛，另外三个电气岛为死岛。

(2)设定遥测个数的阈值m，统计上述死岛上一次设备的遥测个数，若死岛上的遥测个数大于m，则将该死岛标识为待激活岛，若死岛上的遥测个数小于或等于m，则将该死岛标识为不可激活岛；

该实施例中取m＝1,Island₂的实时遥测个数为2，Island₃的实时遥测个数为3，Island₄的实时遥测个数为2，因此这三个电气岛均属于待激活的死岛。

(3)将上述第i个待激活岛记为A_i，统计A_i与上述所有活岛之间的联络开关的总个数，若联络开关的总个数等于1，则该联络开关的遥信的错误概率为1，并对错误的遥信进行纠正，改变遥信的原有状态，使遥信的原有状态由开转为合，遍历所有待激活岛，重复本步骤，统计错误概率为1的遥信个数，如果错误概率为1的遥信总个数大于0，则返回步骤(1)，若错误概率为1的遥信个数等于0，则进行步骤(4)；

对于此实施例，Island1对应于1，Island₂对应于A₂，Island₃对应于A₃，Island₄对应于A₄，Island₂只有一个联络开关2——27，因此可以概率1认为该遥信错误；Island3中有两个联络开关，无法概率1的判断出遥信是否错误；Island4中只有一个联络开关16——17，因此可以概率1认为该遥信错误；此时概率1遥信错误的个数为2，修改这两个开关的遥信状态由开变为合，转步骤1)，在这种情况下，对应的系统图如图2所示，经过步骤1的分析后，仅剩下两个拓扑岛，一个死岛IslandB，一个活岛IsLandA，经过步骤2的分析后，死岛IslandB为待激活的死岛，步骤3分析后，概率1错误的遥信个数为0，此时才转入步骤4；

(4)对所有活岛按照广度优先搜索进行层数编号，设所有活岛的层号为1，设与活岛之间有联络开关的待激活岛的层号为2，每个待激活岛与其它所有电气岛之间的联络开关分成两类，一类为与上层电气岛之间的联络开关，记为上层联络开关，另一类为与下层电气岛之间的联络开关，记为下层联络开关；

IslandA的层号为1，IslandB与IslanA之间有两个联络开关相连，这两个联络开关8——42,38——42，均与IsandA有联络，因此二者均属于上层联络开关；

(5)设待激活岛Ai的上层联络开关个数为n，则待激活岛Ai的所有上层联络开关的闭合概率为1/n，从层号为2的待激活岛开始，计算该层待激活岛的上层联络开关的闭合概率，依次计算配电网中各层待激活岛的上层联络开关闭合概率；

该实施例中待激活岛为IslandB，由于有两个上层联络开关，该上层联络开关的闭合概率均为0.5。

(6)将上述联络开关闭合概率进行降序排列，闭合概率越大，则与该闭合概率相对应的联络开关的遥信越可疑。

通过上面几个步骤的分析，可以知道2——17，16——27是概率1错误的遥信，开关8——42，38——42的闭合概率均为0.5，可以对这两个开关进行遥信确认。

Claims (1)

1.一种基于开关闭合概率的配电网遥信辨识的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)对待辨识的配电网根据广度优先搜索或深度优先搜索，形成多个内部电气相连的电气岛，将岛内含有电源的电气岛定义为活岛，将岛内不含有电源的电气岛定义为死岛；

(2)设定遥测个数的阈值m，统计上述死岛上一次设备的遥测个数，若死岛上的遥测个数大于m，则将该死岛标识为待激活岛，若死岛上的遥测个数小于或等于m，则将该死岛标识为不可激活岛；

(3)将上述第i个待激活岛记为A_i，统计A_i与上述所有活岛之间的联络开关的总个数，若联络开关的总个数等于1，则该联络开关的遥信的错误概率为1，并对错误的遥信进行纠正，改变遥信的原有状态，使遥信的原有状态由开转为合，遍历所有待激活岛，重复本步骤，统计错误概率为1的遥信个数，如果错误概率为1的遥信总个数大于0，则返回步骤(1)，若错误概率为1的遥信个数等于0，则进行步骤(4)；

(4)对所有活岛按照广度优先搜索进行层数编号，设所有活岛的层号为1，设与活岛之间有联络开关的待激活岛的层号为2，每个待激活岛与其它所有电气岛之间的联络开关分成两类，一类为与上层电气岛之间的联络开关，记为上层联络开关，另一类为与下层电气岛之间的联络开关，记为下层联络开关；

(5)设待激活岛Ai的上层联络开关个数为n，则待激活岛Ai的所有上层联络开关的闭合概率为1/n，从层号为2的待激活岛开始，计算该层待激活岛的上层联络开关的闭合概率，依次计算配电网中各层待激活岛的上层联络开关闭合概率；

(6)将上述上层联络开关闭合概率进行降序排列，闭合概率越大，则与该闭合概率相对应的联络开关的遥信越可疑。