CN105305507A - 交直流互联电网的pmu布点优化方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交直流互联电网的PMU布点优化方法，其中方法包括以下步骤：获取交直流互联电网的拓扑信息；其中，所述拓扑信息包括节点个数、节点连接关系及连接线路类型以及零功率注入节点个数及编号，所述零功率注入节点为无发电机、负荷以及直流线路相连的节点；根据所述拓扑信息，确定用于表示所述节点连接关系的节点连接关系变量；根据所述节点连接关系变量计算节点的最大可观测次数；根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数建立优化PMU布点的布点模型；求解所述布点模型，得到PMU布点方案。交直流互联电网的PMU布点优化方法和系统弥补了现有方法仅适用于纯交流电网的不足，避免了传统方法产生多个最优解的情况。

Description

交直流互联电网的PMU布点优化方法和系统

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种交直流互联电网的PMU布点优化方法和系统。

背景技术

电网实时运行状态的获取是电力系统在线监测与控制的基础。传统电力系统中，电网实时运行数据由数据采集与监控系统采集并通过状态估计器估计出电力系统当前的运行状态，主要为系统各节点电压值。若输入的量测信息使得所有节点电压均有唯一解，则可认为此时的电力系统是可观测的。由于在测量精度、频率、同步性等方面优于传统的数据采集与监控系统，近年来，同步相量测量单元(PhasorMeasurementUnit，PMU)在电力系统中得到了广泛的应用。安装在电网中某个节点的PMU可以测量该节点电压值以及该节点所有出线上的电流值。理想情况下，假设电网中每个节点都安装有PMU，则系统所有的节点电压相量均可直接测量而不需要进行任何状态估计。但是，PMU量测单元及其附属的通信设备造价十分昂贵；另一方面，与PMU安装节点有交流线路相连的其他节点电压可以根据交流线路参数和线路电流等计算出来。所以在电网所有节点都安装PMU既不经济也没有必要。因此，研究满足电网可观性前提下的PMU最优配置方法具有重要意义。

一般而言，PMU布点优化被认为是一个以最小化PMU安装个数为目标、以电网可观性为约束的组合优化问题，并得到大量研究。然而，现有PMU布点优化方法通常仅针对纯交流电网，而无法适用于交直流互联网架结构；与此同时，现有方法由于仅将最小化PMU个数作为优化目标，从而存在最优解不唯一的情况。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术不适用于交直流互联网架结构以及最优解不唯一的问题，提供一种交直流互联电网的PMU布点优化方法和系统。

一种交直流互联电网的PMU布点优化方法，包括以下步骤：

获取交直流互联电网的拓扑信息；其中，所述拓扑信息包括节点个数、节点连接关系及连接线路类型以及零功率注入节点个数及编号，所述零功率注入节点为无发电机、负荷以及直流线路相连的节点；

根据所述拓扑信息，确定用于表示所述节点连接关系的节点连接关系变量；

根据所述节点连接关系变量计算节点的最大可观测次数；其中，所述可观测次数指的是节点的电压可以通过PMU直接或间接测量确定的次数；

根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数建立优化PMU布点的布点模型；其中，所述优化PMU布点的布点模型为保证电网中PMU安装个数最少的前提下、使得电网的测量冗余度为最大的布点模型；

求解所述布点模型，得到PMU布点方案。

一种交直流互联电网的PMU布点优化系统，包括：

获取装置，用于获取交直流互联电网的拓扑信息；其中，所述拓扑信息包括节点个数、节点连接关系及连接线路类型以及零功率注入节点个数及编号，所述零功率注入节点为无发电机、负荷以及直流线路相连的节点；

确定装置，用于根据所述拓扑信息，确定用于表示所述节点连接关系的节点连接关系变量；

计算装置，用于根据所述节点连接关系变量计算节点的最大可观测次数；其中，所述可观测次数指的是节点的电压可以通过PMU直接或间接测量确定的次数；

建立装置，用于根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数建立优化PMU布点的布点模型；其中，所述优化PMU布点的布点模型为保证电网中PMU安装个数最少的前提下、使得电网的测量冗余度为最大的布点模型；

求解装置，用于求解所述布点模型，得到PMU布点方案。

上述交直流互联电网的PMU布点优化方法和系统，通过获取交直流互联电网的拓扑信息，根据所述拓扑信息确定节点连接关系变量，根据所述节点连接关系变量计算节点的最大可观测次数，根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数建立优化PMU布点的布点模型，并通过求解所述布点模型，得到PMU布点方案，能够进行交直流互联电网的PMU优化布点方案计算，弥补了现有方法仅适用于纯交流电网的不足；且引入了与测量冗余度有关的附加目标，可得到拥有最小PMU个数及最大测量冗余度的全局最优解，避免了传统方法产生多个最优解的情况。

附图说明

图1为本发明的交直流互联电网的PMU布点优化方法流程图；

图2为本发明的交直流互联电网的PMU布点优化系统的结构示意图；

图3为修改的IEEE14节点系统拓扑结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的交直流互联电网的PMU布点优化方法的实施例做进一步描述。

图1为本发明的交直流互联电网的PMU布点优化方法流程图。如图1所示，本发明的交直流互联电网的PMU布点优化方法可包括以下步骤：

S1，获取交直流互联电网的拓扑信息；其中，所述拓扑信息包括节点个数、节点连接关系及连接线路类型以及零功率注入节点个数及编号，所述零功率注入节点为无发电机、负荷以及直流线路相连的节点；

S2，根据所述拓扑信息，确定用于表示所述节点连接关系的节点连接关系变量；

S3，根据所述节点连接关系变量计算节点的最大可观测次数；其中，所述可观测次数指的是节点的电压可以通过PMU直接或间接测量确定的次数；

S4，根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数建立优化PMU布点的布点模型；其中，所述优化PMU布点的布点模型为保证电网中PMU安装个数最少的前提下、使得电网的测量冗余度为最大的布点模型；

S5，求解所述布点模型，得到PMU布点方案。

在步骤S2中，设节点i与节点j之间的节点连接关系变量为a_i,j，若节点i与节点j之间有交流线路相连或i＝j，则将节点连接关系变量a_i,j设为1；其中，i和j为节点编号；若节点i与节点j之间没有线路相连或仅有直流线路相连，则将节点连接关系变量a_i,j设为0。

在步骤S3中，设节点i的最大可观测次数为M_i，则：

$M_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,j}---\left(1\right)$

式中，n为节点总数。

在步骤S4中，所述布点模型包括布点模型的目标函数和布点模型的可观测性约束条件。对于节点i，可引入0-1决策变量u_i(i＝1,…,n)来建立所述目标函数，所述0-1决策变量用于表征电网中PMU安装情况。本步骤中所述的建立PMU优化布点模型的目标函数，其优化目标为首先保证电网中PMU安装个数最少、进而使得电网的测量冗余度为最大，可通过以下方法获得：

由于0-1决策变量u_i表征了节点i处是否需要配置PMU，因此，对于一个含n节点的交直流电网，最小化PMU安装个数的优化目标可表示如下：

$\begin{array}{cc}Min& F_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{u}_i\end{array}---\left(2\right)$

式中，F₁为最小化PMU安装个数的优化目标，u_i为节点i的0-1决策变量，n是电网中节点总数。

为了避免同时出现多个最优解的情况，考虑最大化测量冗余度作为PMU优化布点模型的附加目标。通常，测量冗余度被定义为量测量总数(包括直接量测量和间接量测量)和被量测系统状态量总数的比值。考虑到节点电压是电力系统状态估计中最重要的状态变量，因此本发明中的测量冗余度特指电网中电压量测量总数和电网节点数的比值。注意到式(2)表示的是一个最小化问题，与其保持一致，可将最大化测量冗余度这一目标转化为如下的最小化函数：

$\begin{array}{cc}Min& F_2=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(M_i-\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,j}{u}_j)\end{array}---\left(3\right)$

式中，F₂为最大化测量冗余度目标，n是电网中节点总数，u_j为节点j的0-1决策变量，常数M_i为节点i的最大可观测次数，a_i,j为节点i与节点j之间的节点连接关系变量，变量为节点i被PMU布点方案测量到的实际次数。因此，F₂表示了电网实际测量冗余度与最大可能测量冗余度之间的差值，F₂越小表示通过PMU布点方案获得的测量冗余度越大。

综合式(2)和式(3)，得到最终的PMU优化布点目标如下：

Min(F₁+ωF₂)(4)

式(4)中，ω为权重系数，F₁表征了PMU布点方案求解过程中对最小化PMU数量的需求，F₂则表征了对最大化测量冗余度的需求。这两个目标函数的主次关系由权重系数ω决定。在本发明中，考虑经济性，即最小化PMU个数，为占主导地位的目标。注意到M_i表示了节点i的最大可观测次数，因此可以令：

$\mathrm{\ω}=1/(\underset{i=1}{\overset{n}{\max }}{M}_i+1)---\left(5\right)$

这种情况下，式(4)中第二项ωF₂的值将小于1；另一方面，易知式(4)中第一项F₁的值为整数。因此，上述ω的设定值可保证目标F₁也即最小化PMU个数的优先性。

进一步地，本步骤中所述的建立计及零功率注入节点影响的PMU优化布点模型的电网可观测性约束条件，其获取方法为：

充分利用电网中零功率注入节点的特性，可有效减少实现电网可观测性所需的PMU数量。定义电网中的某一零功率注入节点及与其相连的所有节点为一个零功率注入节点集。对于任一零功率注入节点集，存在以下特性：若该零功率注入节点集中仅有一个节点电压未知，则该节点电压值可由电路理论计算得出。本发明中，定义需要由上述特性求得电压值的节点为伪不可观测节点。

对于电网中第k个零功率注入节点，其对应的零功率注入节点集的可观测性约束可表示为：

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,z_k}{s}_{i,z_k}\≤1---\left(6\right)$

式中，n是电网中节点总数，为节点i的0-1变量，表示节点i是第k个零功率注入节点集中的伪不可观测节点，为节点i与第k个零功率注入节点之间的节点连接关系变量，其中，零功率注入节点集表示零功率注入节点及与其相连的所有节点的集合。

因此，计及零功率注入节点影响的PMU优化布点模型所对应的电网可观测性约束条件可表示如下：

$\left\{\begin{array}{cc}{c}_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,j}{u}_j+\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{a}_{i,z_k}{s}_{i,z_k}\≥1,& \∀i\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,z_k}{s}_{i,z_k}\≤1,& \∀z_k\end{array}\right.---\left(7\right)$

式中，c_i为节点i的可观测性约束条件，u_j为节点j的0-1决策变量，n是电是第k个零功率注入节点集中的伪不可观测节点，m为零功率注入节点集的个数，为节点i与第k个零功率注入节点之间的节点连接关系变量，其中，零功率注入节点集表示零功率注入节点及与其相连的所有节点的集合。

根据所述目标函数和所述可观测性约束条件可建立所述布点模型。

在步骤S5中，可采用整数线性规划方法，对所述PMU优化布点模型进行求解，得到PMU最优布点方案。

本发明有以下优点：

(1)计及了交直流互联电网的拓扑结构特性，进行交直流互联电网的PMU优化布点方案计算，弥补了现有方法仅适用于纯交流电网的不足；

(2)引入了与测量冗余度有关的附加目标，可得到拥有最小PMU个数及最大测量冗余度的全局最优解，避免了传统方法产生多个最优解的情况。

下面结合附图对本发明的交直流互联电网的PMU布点优化系统的实施例做进一步描述。

如图2所示，本发明的交直流互联电网的PMU布点优化系统可包括：

获取装置10，用于获取交直流互联电网的拓扑信息；其中，所述拓扑信息包括节点个数、节点连接关系及连接线路类型以及零功率注入节点个数及编号，所述零功率注入节点为无发电机、负荷以及直流线路相连的节点；

确定装置20，用于根据所述拓扑信息，确定用于表示所述节点连接关系的节点连接关系变量；

计算装置30，用于根据所述节点连接关系变量计算节点的最大可观测次数；其中，所述可观测次数指的是节点的电压可以通过PMU直接或间接测量确定的次数；

建立装置40，用于根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数建立优化PMU布点的布点模型；其中，所述优化PMU布点的布点模型为保证电网中PMU安装个数最少的前提下、使得电网的测量冗余度为最大的布点模型；

求解装置50，用于求解所述布点模型，得到PMU布点方案。

其中，所述确定装置20包括：

第一设置装置，用于若节点i与节点j之间有交流线路相连或i＝j，则将节点连接关系变量设为1；其中，i和j为节点编号；

第二设置装置，用于若节点i与节点j之间没有线路相连或仅有直流线路相连，则将节点连接关系变量设为0。

其中，所述建立装置40包括：

第一建立单元，用于根据0-1决策变量，建立所述布点模型的目标函数；其中，所述0-1决策变量用于表征电网中PMU安装情况；

第二建立单元，用于根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数，建立所述布点模型的电网中所有节点都是可观测节点的可观测性约束条件；

第三建立单元，用于根据所述目标函数和所述可观测性约束条件建立所述布点模型。

所述第一建立单元根据如下公式建立所述布点模型的目标函数：

Min(F₁+ωF₂)，

其中，

$F_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{u}_i,$

$F_2=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(M_i-\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,j}{u}_j),$

式中，F₁为最小化PMU安装个数的优化目标，ω为权重系数，F₂为最大化测量冗余度目标，u_i为节点i的0-1决策变量，u_j为节点j的0-1决策变量，n是电网中节点总数，M_i为节点i的最大可观测次数，a_i,j为节点i与节点j之间的节点连接关系变量，为节点i被PMU布点方案测量到的实际次数。

所述第二建立单元根据如下公式建立所述可观测性约束条件：

$\left\{\begin{array}{cc}{c}_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,j}{u}_j+\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{a}_{i,z_k}{s}_{i,z_k}\≥1,& \∀i\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,z_k}{s}_{i,z_k}\≤1,& \∀z_k\end{array}\right.,$

式中，c_i为节点i的可观测性约束条件，u_j为节点j的0-1决策变量，n是电是第k个零功率注入节点集中的伪不可观测节点，m为零功率注入节点集的个数，为节点i与第k个零功率注入节点之间的节点连接关系变量，其中，零功率注入节点集表示零功率注入节点及与其相连的所有节点的集合。

本发明有以下优点：

(1)计及了交直流互联电网的拓扑结构特性，进行交直流互联电网的PMU优化布点方案计算，弥补了现有方法仅适用于纯交流电网的不足；

(2)引入了与测量冗余度有关的附加目标，可得到拥有最小PMU个数及最大测量冗余度的全局最优解，避免了传统方法产生多个最优解的情况。

以下是本发明方法的一个实例，以修改后的IEEE14节点系统为例。其步骤如下：

(1)获取交直流互联电网的拓扑信息；其中，所述拓扑信息包括节点个数、节点连接关系及连接线路类型以及零功率注入节点个数及编号，所述零功率注入节点为无发电机、负荷以及直流线路相连的节点。修改的IEEE14节点系统拓扑结构如图3所示，在图3中，A1和A2为发电机，A3为直流线，向上和向下的箭头均表示负荷，横线表示母线，各横线之间的实线表示交流线。该电网共含节点14个，其中节点7为零功率注入节点；共含线路20条，除连接节点5和节点6的线路为直流线外，其他均为交流线。

(2)根据所述拓扑信息，确定用于表示所述节点连接关系的节点连接关系变量a_i,j的值。其中，若节点i与节点j之间有交流线路相连或i＝j，则令a_i,j＝1；若节点i与节点j之间没有线路相连或仅有直流线路相连，则令a_i,j＝0；对应图3所示IEEE14节点系统的节点连接关系变量a_i,j如下所示：

${\[a_{i,j}\]}_{14\×14}=\left[\begin{array}{cccccccccccccc}1& 1& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 1& 1& 1& 1& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 1& 1& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 1& 1& 1& 1& 0& 1& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0\\ 1& 1& 0& 1& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 1& 1& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1& 0& 0& 1& 1& 1& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1& 0& 0& 1& 0& 1& 1& 0& 0& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1& 1& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 1& 1& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 1& 1\end{array}\right]$

(3)根据所述节点连接关系变量计算节点的最大可观测次数。根据(2)中得出的各a_i,j值，可确定M₁至M₁₄的值分别为3、5、3、6、4、4、4、2、5、3、3、3、4和3。

(4)根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数建立优化PMU布点的布点模型；所述优化PMU布点的布点模型为保证电网中PMU安装个数最少的前提下、使得电网的测量冗余度为最大的布点模型。

所述布点模型包括布点模型的目标函数和布点模型的可观测性约束条件。可引入0-1决策变量u_i(i＝1,…,n)来建立所述目标函数，所述0-1决策变量用于表征电网中PMU安装情况。本步骤中所述的建立PMU优化布点模型的目标函数，其优化目标为首先保证电网中PMU安装个数最少、进而使得电网的测量冗余度为最大，可分别根据式(2)和式(3)获取所述目标函数和可观测性约束条件，进而建立所述布点模型。

由式(2)可得：

$F_1=\underset{i=1}{\overset{14}{\Σ}}{u}_i=u_1+u_2+u_3+u_4+u_5+u_6+u_7+u_8+u_9+u_{10}+u_{11}+u_{12}+u_{13}+u_{14}$

由式(3)可得：

$\begin{array}{c}{F}_2=\frac{1}{14}\underset{i=1}{\overset{14}{\Σ}}(M_i-\underset{j=1}{\overset{14}{\Σ}}{a}_{i,j}{u}_j)\\ =\frac{1}{14}(52-3u_1-5u_2-3u_3-6u_4-4u_6-4u_7-2u_8-5u_9-3u_{10}-3u_{11}-3u_{12}\\ -4u_{13}-3u_{14})\end{array}$

由式(5)可得：

$\mathrm{\ω}=1/(\underset{i=1}{\overset{14}{\max }}{M}_i+1)=\frac{1}{7}$

因此，根据式(4)，PMU优化布点模型的目标函数可建立如下：

$\begin{array}{c}Min\frac{1}{98}(52+95u_1+93u_2+95u_3+92u_4+94u_5+94u_6+94u_7+96u_8+\\ 93u_9+95u_{10}+95u_{11}+95u_{12}+94u_{13}+95u_{14})\end{array}$

可建立计及零功率注入节点影响的PMU优化布点模型的电网可观测性约束条件；所述的电网可观测性指的是电网中所有节点都是可观测的；根据式(7)获得的约束条件如下：

$\left\{\begin{array}{c}{c}_1=u_1+u_2+u_5\≥1\\ c_2=u_1+u_2+u_3+u_4+u_5\≥1\\ c_3=u_2+u_3+u_4\≥1\\ c_4=u_2+u_3+u_4+u_5+u_7+u_9+s_{4,7}\≥1\\ c_5=u_1+u_2+u_4+u_5\≥1\\ c_6=u_6+u_{11}+u_{12}+u_{13}\≥1\\ c_7=u_4+u_7+u_8+u_9+s_{7,7}\≥1\\ c_8=u_7+u_8+s_{8,7}\≥1\\ c_9=u_4+u_7+u_9+u_{10}+u_{14}+s_{9,7}\≥1\\ c_{10}=u_9+u_{10}+u_{11}\≥1\\ c_{11}=u_6+u_{10}+u_{11}\≥1\\ c_{12}=u_6+u_{10}+u_{11}\≥1\\ c_{13}=u_6+u_{12}+u_{13}+u_{14}\≥1\\ c_{14}=u_9+u_{13}+u_{14}\≥1\\ s_{4,7}+s_{7,7}+s_{8,7}+s_{9,7}\≤1\end{array}\right.$

根据所述目标函数和所述可观测性约束条件可建立所述布点模型。

(5)可采用整数线性规划方法，对所述PMU优化布点模型进行求解，得到PMU最优布点方案。以u_i(i＝1,…,14)、s_4,7、s_7,7、s_8,7和s_9,7为待优化量，求得的优化结果为：

(u_i)_i＝1,...,14＝[01000100100000]

(s_4,7,s_7,7,s_8,7,s_9,7)＝[0010]

因此，得出的PMU优化布点方案为在节点2、6和9处共安装3个PMU，即可用最少的PMU实现图3所示交直流电网的可观测性。

本发明的交直流互联电网的PMU布点优化系统与本发明的交直流互联电网的PMU布点优化方法一一对应，在上述交直流互联电网的PMU布点优化方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于交直流互联电网的PMU布点优化系统的实施例中，特此声明。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种交直流互联电网的PMU布点优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取交直流互联电网的拓扑信息；其中，所述拓扑信息包括节点个数、节点连接关系及连接线路类型以及零功率注入节点个数及编号，所述零功率注入节点为无发电机、负荷以及直流线路相连的节点；

根据所述拓扑信息，确定用于表示所述节点连接关系的节点连接关系变量；

根据所述节点连接关系变量计算节点的最大可观测次数；其中，所述可观测次数指的是节点的电压可通过PMU直接或间接测量确定的次数；

根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数建立优化PMU布点的布点模型；其中，所述优化PMU布点的布点模型为保证电网中PMU安装个数最少的前提下、使得电网的测量冗余度为最大的布点模型；

求解所述布点模型，得到PMU布点方案。

2.根据权利要求1所述的交直流互联电网的PMU布点优化方法，其特征在于，根据所述拓扑信息，确定节点连接关系变量的步骤包括：

若节点i与节点j之间有交流线路相连或i＝j，则将节点连接关系变量设为1；其中，i和j为节点编号；

若节点i与节点j之间没有线路相连或仅有直流线路相连，则将节点连接关系变量设为0。

3.根据权利要求1所述的交直流互联电网的PMU布点优化方法，其特征在于，根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数建立优化PMU布点的布点模型的步骤包括：

根据0-1决策变量，建立所述布点模型的目标函数；其中，所述0-1决策变量用于表征电网中PMU安装情况；

根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数，建立所述布点模型的电网中所有节点都是可观测节点的可观测性约束条件；

根据所述目标函数和所述可观测性约束条件建立所述布点模型。

4.根据权利要求3所述的交直流互联电网的PMU布点优化方法，其特征在于，根据0-1决策变量，建立所述布点模型的目标函数的步骤包括：

根据如下公式建立所述布点模型的目标函数：

Min(F₁+ωF₂)，

其中，

$F_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{u}_i,$

$F_2=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(M_i-\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,j}{u}_j),$

式中，F₁为最小化PMU安装个数的优化目标，ω为权重系数，F₂为最大化测量冗余度目标，u_i为节点i的0-1决策变量，u_j为节点j的0-1决策变量，n是电网中节点总数，M_i为节点i的最大可观测次数，a_i,j为节点i与节点j之间的节点连接关系变量，为节点i被PMU布点方案测量到的实际次数。

5.根据权利要求3所述的交直流互联电网的PMU布点优化方法，其特征在于，根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数，建立所述布点模型的可观测性约束条件的步骤包括：

根据如下公式建立所述可观测性约束条件：

$\left\{\begin{array}{cc}{c}_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,j}{u}_j+\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{a}_{i,z_k}{s}_{i,z_k}\≥1,& \∀i\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,z_k}{s}_{i,z_k}\≤1,& \∀z_k\end{array}\right.,$

式中，c_i为节点i的可观测性约束条件，u_j为节点j的0-1决策变量，n是电网中节点总数，a_i,j为节点i与节点j之间的节点连接关系变量，为节点i被PMU布点方案测量到的实际次数，为节点i的0-1变量，表示节点i是第k个零功率注入节点集中的伪不可观测节点，m为零功率注入节点集的个数，为节点i与第k个零功率注入节点之间的节点连接关系变量，其中，零功率注入节点集表示零功率注入节点及与其相连的所有节点的集合。

6.一种交直流互联电网的PMU布点优化系统，其特征在于，包括：

获取装置，用于获取交直流互联电网的拓扑信息；其中，所述拓扑信息包括节点个数、节点连接关系及连接线路类型以及零功率注入节点个数及编号，所述零功率注入节点为无发电机、负荷以及直流线路相连的节点；

确定装置，用于根据所述拓扑信息，确定用于表示所述节点连接关系的节点连接关系变量；

计算装置，用于根据所述节点连接关系变量计算节点的最大可观测次数；其中，所述可观测次数指的是节点的电压可以通过PMU直接或间接测量确定的次数；

建立装置，用于根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数建立优化PMU布点的布点模型；其中，所述优化PMU布点的布点模型为保证电网中PMU安装个数最少的前提下、使得电网的测量冗余度为最大的布点模型；

求解装置，用于求解所述布点模型，得到PMU布点方案。

7.根据权利要求6所述的交直流互联电网的PMU布点优化系统，其特征在于，所述确定装置包括：

第一设置单元，用于若节点i与节点j之间有交流线路相连或i＝j，则将节点连接关系变量设为1；其中，i和j为节点编号；

第二设置单元，用于若节点i与节点j之间没有线路相连或仅有直流线路相连，则将节点连接关系变量设为0。

8.根据权利要求6所述的交直流互联电网的PMU布点优化系统，其特征在于，所述建立装置包括：

第一建立单元，用于根据0-1决策变量，建立所述布点模型的目标函数；其中，所述0-1决策变量用于表征电网中PMU安装情况；

第二建立单元，用于根据所述节点连接关系变量和最大可观测次数，建立所述布点模型的电网中所有节点都是可观测节点的可观测性约束条件；

第三建立单元，用于根据所述目标函数和所述可观测性约束条件建立所述布点模型。

9.根据权利要求8所述的交直流互联电网的PMU布点优化系统，其特征在于，所述第一建立单元根据如下公式建立所述布点模型的目标函数：

Min(F₁+ωF₂)，

其中，

$F_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{u}_i,$

$F_2=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(M_i-\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,j}{u}_j),$

式中，F₁为最小化PMU安装个数的优化目标，ω为权重系数，F₂为最大化测量冗余度目标，u_i为节点i的0-1决策变量，u_j为节点j的0-1决策变量，n是电网中节点总数，M_i为节点i的最大可观测次数，a_i,j为节点i与节点j之间的节点连接关系变量，为节点i被PMU布点方案测量到的实际次数。

10.根据权利要求8所述的交直流互联电网的PMU布点优化系统，其特征在于，所述第二建立单元根据如下公式建立所述可观测性约束条件：

$\left\{\begin{array}{cc}{c}_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,j}{u}_j+\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{a}_{i,z_k}{s}_{i,z_k}\≥1,& \∀i\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i,z_k}{s}_{i,z_k}\≤1,& \∀z_k\end{array}\right.,$

式中，c_i为节点i的可观测性约束条件，u_j为节点j的0-1决策变量，n是电网中节点总数，a_i,j为节点i与节点j之间的节点连接关系变量，为节点i被PMU布点方案测量到的实际次数，为节点i的0-1变量，表示节点i是第k个零功率注入节点集中的伪不可观测节点，m为零功率注入节点集的个数，为节点i与第k个零功率注入节点之间的节点连接关系变量，其中，零功率注入节点集表示零功率注入节点及与其相连的所有节点的集合。