準確的線路參數(shù)對于潮流計算、狀態(tài)估計、繼電保護正定及故障定位等配電網(wǎng)分析應用至關(guān)重要。大多數(shù)研究在進行配電網(wǎng)分析應用時,總是假設線路參數(shù)已知或直接利用經(jīng)驗公式計算,但是在實際計算中,由于配電網(wǎng)運行工況、線路環(huán)境、接地電阻、季節(jié)變化等影響,會造成存儲在配電管理系統(tǒng)(distribution management system, DMS)中的線路參數(shù)與實際的線路參數(shù)在數(shù)值上有一定的出入,而利用帶有誤差的線路參數(shù)來進行配電網(wǎng)分析應用,會導致計算結(jié)果與實際值大相徑庭。故而應打破線路參數(shù)已知的假設,并在對大多數(shù)配電網(wǎng)進行分析應用前重新確定網(wǎng)絡的參數(shù)。
國內(nèi)外現(xiàn)有的線路參數(shù)估計研究大多針對輸電線路,對于配電網(wǎng)的線路參數(shù)估計研究較少。文獻[7]基于概率理論建立等效模型,基于線路首段和末端的電壓量推導出整個網(wǎng)絡線路阻抗的計算公式,而后利用回歸分析和平均值法計算。文獻[8]提出一種只需要線路兩端節(jié)點的電壓有效值和功率來進行參數(shù)估計的算法,減少了引入電壓相角的復雜。
以上文獻均沒有考慮到配電網(wǎng)三相不平衡的特征,配電網(wǎng)中相元件、負荷的不對稱、用電負荷的不斷變化等原因都會造成三相不平衡,而且在電流較大的線路中,更需要考慮相間互阻抗。
文獻[10]基于相位量測裝置(phasor measurement unit, PMU)提出一種基于架空線模型的中壓三相配電線路參數(shù)估計,運用了非線性回歸并且比較了忽略對地導納和考慮對地導納的線路參數(shù)估計情況,但是該文獻推導的線路參數(shù)方程組自由度(degree of freedom, DF)小于0,導致方程有無窮多解。
文獻[11]將支路功率向量表示為系數(shù)矩陣和線路參數(shù)向量的乘積,且指出由于系數(shù)矩陣的病態(tài)問題,無法直接對系數(shù)矩陣求逆來求解線路功率,因此可以通過變換方程式,將病態(tài)矩陣的求逆問題轉(zhuǎn)換為非線性最優(yōu)問題,并引入了基于多次運行最優(yōu)(multirun optimization, MRO)方法。該方法在小誤差情況下能夠有效地計算出線路參數(shù),但隨著量測誤差和線路取值范圍的增大,該方法的計算結(jié)果會出現(xiàn)大的偏差。
圖1 徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖
圖2 三相不平衡配電線路等效模型
本文基于配電網(wǎng)三相不平衡線路精確等效模型,通過方程式推導,建立配電線路兩端節(jié)點電壓和支路功率與待求解的線路參數(shù)之間的表達式,利用RBFNN來擬合線路兩端的支路功率量測數(shù)據(jù)與線路參數(shù)復雜的非線性關(guān)系。
通過對比驗證可以看出,所提的算法在不同的參數(shù)取值范圍和誤差條件下均能夠計算出準確的線路參數(shù)值,可為進一步進行電力系統(tǒng)分析應用打好基礎(chǔ)。