交直流混合配电网粗糙状态估计研究

With the emergence of distributed generation, VSC-HVDC, etc., AC/DC distribution network gradually becomes the main operating mode of the future distribution network. Forthermore, distribution network state estimation is an important part of distribution management system, which plays an important role in guaranteeing power system to operate safely and economically. This project focuses on rough state estimation of AC/DC distribution network. First of all, the properties of measuring information in AC/DC distribution network, its own changes of topology, etc., are taken into account, based on the rough set theory, the analytic method of pseudo measurement and the model of AC/DC distribution network static rough state estimation are proposed, respectively, then we will analyze the algorithm about decoupling the asymmetry of three-phase and AC/DC. Then, combining the excellent properties of robust estimator, the model of AC/DC distribution network robust state estimation based on rough set theory is thus established, which can improve the precision of state estimation and the ability of processing gross error. Finally, the model of AC/DC distribution network dynamic rough state estimation based on UKF is proposed, then some improvements about robustness, precision and convergence of the algorithm can be developed. The obtained results are not only of theoretical and practical significance on the development of AC/DC distribution network, but also be helpful for the effectively practical implement of state estimation algorithm.

随着分布式电源、柔性直流输电等新兴元素的涌现，交直流混合配电网逐步成为未来配电网的主流运行方式。同时，配电网状态估计是配电管理系统的重要组成部分，对保证配电网安全、经济运行起着至关重要的作用。本课题旨在研究交直流混合配电网粗糙状态估计。首先，针对交直流混合配电网量测信息的特点以及自身拓扑结构的变化，提出基于粗糙集理论的伪量测分析方法和交直流混合配电网静态粗糙状态估计模型，并从三相不对称解耦、交直流解耦等方面进行算法研究。然后，结合抗差估计器的优良特性，建立基于粗糙集理论的交直流混合配电网抗差状态估计模型，进一步提高状态估计的精度和处理粗差的能力。最后，在此基础上建立基于UKF的交直流混合配电网动态粗糙状态估计模型，提高算法的鲁棒性、计算精度、收敛性。本课题的研究成果对促进交直流混合配电网的发展有重要的理论和实际意义，同时也能有效地实现交直流混合配电网状态估计的广泛应用。

随着分布式电源、柔性直流输电等新兴元素的涌现，交直流混合配电网逐步成为未来配电网的主流运行方式。同时，配电网状态估计是配电管理系统的重要组成部分，对保证配电网安全、经济运行起着至关重要的作用。本课题旨在研究交直流混合配电网粗糙状态估计。.首先，建立了分布式电源接入三相不对称交流配电网以及直流配电网的并网模型与控制模式；同时基于序电流补偿法提出基于序分量的交直流混联配电网三相解耦快速潮流算法。.其次，考虑到交直流混合配电网量测冗余度不足的特点，提出基于粗糙集理论通过知识约简对模糊、不精确、不完全的伪量测信息进行分类，结合高斯混合模型生成相应的量测误差，构建伪量测模型。提出交直流混合配电网静态粗糙状态估计模型，同时采用支路电流幅值量测转换，进一步减少静态粗糙状态估计模型中雅可比矩阵的求解难度。.接着，着重研究了三相不对称交流电网的解耦状态估计问题，利用相间解耦补偿模型和复数域PQ分解模型，完成了基于双解耦的交流电网状态估计；进一步的，对于交直流混合电网状态估计问题，通过建立交直流系统的边界信息交换集，将交流电网与直流电网进行解耦估计。.最后，在静态状态估计的基础上考虑负荷和分布式电源的动态变化特性，以负荷日波动曲线和分布式电源的日出力波动曲线为例，采用粗糙集理论处理配电网中的伪量测，建立基于无迹卡尔曼滤波算法（UKF）和粒子滤波（PF）算法的交直流混合配电网动态粗糙状态估计模型，并比较了两种算法在计算精度、计算效率等方面的滤波性能。.本课题的研究成果对交直流混合配电网在线监测与安全运行有重要的理论和实际意义，有望为我国新一代智能配电网络建设提供技术支持。