无相位量测的多环中压配电网线路参数辨识方法

李博通; 孙铭阳; 陈晓龙; 李斌; 冀肖彤; 肖繁

doi:10.7500/AEPS20230525005

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无相位量测的多环中压配电网线路参数辨识方法

特约专稿 | 更新时间：2025-06-16

- 无相位量测的多环中压配电网线路参数辨识方法
- Line Parameter Identification Method for Multi-ring Medium-voltage Distribution Network Based on Phaseless Measurement
- 电力系统自动化 2023年47卷第24期页码：22-30
- 作者机构：
  
  1.智能电网教育部重点实验室(天津大学),天津市 300072
  2.国网湖北省电力有限公司,湖北省武汉市 430000
  3.国网湖北省电力有限公司电力科学研究院,湖北省武汉市 430000
- 作者简介：
  
  李博通(1981—)，男，通信作者，博士，副教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统保护与控制。E-mail：libotong@tju.edu.cn
  孙铭阳(1997—)，男，硕士研究生，主要研究方向：配电网线路参数辨识。E-mail：sunmingyang@tju.edu.cn
  陈晓龙(1985—)，男，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：电力系统故障分析、保护与控制等。E-mail：xiaolong.chen@tju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家电网公司科技项目(5400-202122573A-0-5-SF)
- DOI：10.7500/AEPS20230525005
  中图分类号：
- 收稿：2023-05-25，
  
  修回：2023-08-22，
  
  网络出版：2023-11-17，
  
  纸质出版：2023-12-25
- 稿件说明：
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李博通,孙铭阳,陈晓龙等.无相位量测的多环中压配电网线路参数辨识方法[J].电力系统自动化,2023,47(24):22-30.

LI Botong,SUN Mingyang,CHEN Xiaolong,et al.Line Parameter Identification Method for Multi-ring Medium-voltage Distribution Network Based on Phaseless Measurement[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(24):22-30.
李博通,孙铭阳,陈晓龙等.无相位量测的多环中压配电网线路参数辨识方法[J].电力系统自动化,2023,47(24):22-30. DOI： 10.7500/AEPS20230525005.

LI Botong,SUN Mingyang,CHEN Xiaolong,et al.Line Parameter Identification Method for Multi-ring Medium-voltage Distribution Network Based on Phaseless Measurement[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(24):22-30. DOI： 10.7500/AEPS20230525005.

摘要

线路参数准确辨识是配电网精细化调控以及保护整定的重要基础。环状配电网因拓扑结构复杂、潮流方向多变，传统辐射状网络的线路参数辨识方法难以应用。文中提出一种无需相位量测数据的多环中压配电网线路参数辨识方法。针对多环配电网潮流流向不明确的问题，提出了基于功率方向判定与分解的解环方法，并推广至任意环状配电网。根据解环后的网络，分析了在不同时刻下方程间的线性相关性问题，构建了求解线路参数的高维非凸优化模型，进而采用遗传算法实现了线路阻抗和电纳的辨识。最后，在MATLAB中搭建蜂巢配电网模型进行验证，结果表明所提算法相比于传统最小二乘算法、粒子群算法及模拟退火算法具有更高的精度和鲁棒性。

Abstract

Accurate line parameter identification is an important foundation for refined regulation and protection setting of distribution networks. Due to the complex topology and variable power flow directions

ring distribution networks are difficult to apply the line parameter identification methods for traditional radial network. This paper proposes a line parameter identification method for multi-ring medium-voltage distribution network that does not require phase measurement data. To address the issue of unclear power flow direction in multi-ring distribution networks

a ring opening method based on power direction judgment and decomposition is proposed and extended to any ring distribution network. Based on the ring opening network

the linear correlation problem between equations at different time is analyzed

and a high-dimensional non-convex optimization model for solving line parameters is constructed. Subsequently

the genetic algorithm is used to identify line impedance and admittance. Finally

a honeycomb distribution network model is built in MATLAB for validation

and the results show that the proposed algorithm has higher accuracy and robustness compared with traditional least squares algorithm

particle swarm algorithm

and simulated annealing algorithm.

关键词

Keywords

references

刘洪，李其哲，徐晶，等 . 网孔型中压配电网组网形态、核心特征与研究展望［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 16 ）： 181 - 191 .

LIU Hong ， LI Qizhe ， XU Jing ， et al . Networking morphology， key feature and research prospect of mesh-type medium-voltage distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 16 ）： 181 - 191 .

盛万兴，吴鸣，季宇，等 . 分布式可再生能源发电集群并网消纳关键技术及工程实践［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 8 ）： 2175 - 2186 .

SHENG Wanxing ， WU Ming ， JI Yu ， et al . Key techniques and engineering practice of distributed renewable generation clusters integration ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 8 ）： 2175 - 2186 .

MACEDO L H ， FRANCO J F ， RIDER M J ， et al . Optimal operation of distribution networks considering energy storage devices ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2015 ， 6 （ 6 ）： 2825 - 2836 .

王成山，王瑞，于浩，等 . 配电网形态演变下的协调规划问题与挑战［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 8 ）： 2385 - 2396 .

WANG Chengshan ， WANG Rui ， YU Hao ， et al . Challenges on coordinated planning of smart distribution networks driven by source-network-load evolution ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 8 ）： 2385 - 2396 .

LI Z ， HE J L ， ZHANG B ， et al . Influence of frequency characteristics of soil parameters on ground-return transmission line parameters ［J］. Electric Power Systems Research ， 2016 ， 139 ： 127 - 132 .

FARZIN H ， FOTUHI-FIRUZABAD M ， MOEINI-AGHTAIE M . Role of outage management strategy in reliability performance of multi-microgrid distribution systems ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 3 ）： 2359 - 2369 .

LIN Z Z ， WEN F S ， DING Y ， et al . WAMS-based coherency detection for situational awareness in power systems with renewables ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 5 ）： 5410 - 5426 .

VON MEIER A ， STEWART E ， MCEACHERN A ， et al . Precision micro-synchrophasors for distribution systems： a summary of applications ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2017 ， 8 （ 6 ）： 2926 - 2936 .

栾文鹏，王兵，周宁，等 . 基于量测数据的低压配电网精确建模［J］. 电网技术， 2015 ， 39 （ 11 ）： 3141 - 3146 .

LUAN Wenpeng ， WANG Bing ， ZHOU Ning ， et al . Modeling of LV distribution network based on metering data ［J］. Power System Technology ， 2015 ， 39 （ 11 ）： 3141 - 3146 .

李彦兆，赵庆生，梁定康，等 . 基于量测信息的低压配电网阻抗拓扑模型构建［J］. 电网与清洁能源， 2021 ， 37 （ 4 ）： 15 - 22 .

LI Yanzhao ， ZHAO Qingsheng ， LIANG Dingkang ， et al . Construction of impedance topology model for low voltage distribution network based on AMI measurement information ［J］. Power System and Clean Energy ， 2021 ， 37 （ 4 ）： 15 - 22 .

LI X P ， WANG S L ， LU Z G . Reverse identification method of line parameters in distribution network with multi-T nodes based on partial measurement data ［J］. Electric Power Systems Research ， 2022 ， 204 ： 107691 .

黄璐涵，熊尉辰，宋晓林，等 . 基于智能电表量测的低压配电线路参数辨识［J］. 电力系统及其自动化学报， 2022 ， 34 （ 7 ）： 34 - 40 .

HUANG Luhan ， XIONG Weichen ， SONG Xiaolin ， et al . Parameter identification for low-voltage distribution lines based on smart meter measurement ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2022 ， 34 （ 7 ）： 34 - 40 .

宁家鑫，刘羽霄，章家维，等 . 数据驱动的三相配电网络拓扑与线路参数辨识［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 8 ）： 2615 - 2628 .

NING Jiaxin ， LIU Yuxiao ， ZHANG Jiawei ， et al . Data-driven topology and line parameter identification of three-phase distribution grid ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 8 ）： 2615 - 2628 .

原康康，卫志农，段方维，等 . 基于多新息最小二乘算法的电力线路参数辨识［J］. 电力工程技术， 2020 ， 39 （ 4 ）： 55 - 60 .

YUAN Kangkang ， WEI Zhinong ， DUAN Fangwei ， et al . Power line parameter identification based on multi-innovation least square algorithm ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2020 ， 39 （ 4 ）： 55 - 60 .

张海波，刁智伟 . 基于状态空间转换的SCADA系统支路静态参数局部辨识方法［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 7 ）： 2624 - 2633 .

ZHANG Haibo ， DIAO Zhiwei . Local area identification of static branch parameters based on state space transformation in SCADA system ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 7 ）： 2624 - 2633 .

王顺江，孙乔，侯验秋，等 . 基于状态估计及综合可疑度的参数辨识和修正方法［J］. 中国电力， 2020 ， 53 （ 2 ）： 36 - 42 .

WANG Shunjiang ， SUN Qiao ， HOU Yanqiu ， et al . The identification and correction method of grid parameters based on the state estimation and comprehensive suspicious index ［J］. Electric Power ， 2020 ， 53 （ 2 ）： 36 - 42 .

胡鹏飞，朱乃璇，江道灼，等 . 柔性互联智能配电网关键技术研究进展与展望［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 2 - 12 .

HU Pengfei ， ZHU Naixuan ， JIANG Daozhuo ， et al . Research progress and prospects of key technologies of flexible interconnected smart distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 2 - 12 .

谢光龙，王旭斌，朱琳，等 . 蜂巢配电网的构建过程及优势分析［J/OL］. 电力系统及其自动化学报［ 2023-03-30 ］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail/12.1251.TM.20230330.1109.002.html https://kns.cnki.net/kcms/detail/12.1251.TM.20230330.1109.002.html .

XIE Guanglong ， WANG Xubin ， ZHU Lin ， et al . The construction process and advantages of honeycomb distribution network ［J/OL］. Proceedings of the CSU-EPSA ［ 2023-03-30 ］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail/12.1251.TM.20230330.1109.002.html https://kns.cnki.net/kcms/detail/12.1251.TM.20230330.1109.002.html .

王文超，庞丹，成龙，等 . 考虑电价型需求响应的交直流混合配电网优化调度［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 5 ）： 1675 - 1682 .

WANG Wenchao ， PANG Dan ， CHENG Long ， et al . Optimal dispatch approach for hybrid AC/DC distribution networks considering price-based demand response ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 5 ）： 1675 - 1682 .

祖国强，宋晨辉，张春晖，等 . 蜂巢状综合能源配电系统的组网结构与运行方式［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 12 ）： 47 - 55 .

ZU Guoqiang ， SONG Chenhui ， ZHANG Chunhui ， et al . Networking structures and operation modes of honeycomb integrated energy distribution system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 12 ）： 47 - 55 .

郭少飞，李铁成，段剑，等 . 适用于花瓣形配电网的联络线后备保护方案［J］. 电网与清洁能源， 2022 ， 38 （ 4 ）： 10 - 18 .

GUO Shaofei ， LI Tiecheng ， DUAN Jian ， et al . Backup protection for tie lines in a petal distribution network ［J］. Power System and Clean Energy ， 2022 ， 38 （ 4 ）： 10 - 18 .

王云飞，姜世公，时光远，等 . 适应高可靠供电需求的城市中压配电网网架构建研究［J］. 供用电， 2020 ， 37 （ 6 ）： 33 - 39 .

WANG Yunfei ， JIANG Shigong ， SHI Guangyuan ， et al . Research on the construction of city area medium voltage distribution network adapted to the demand of high reliable power supply ［J］. Distribution & Utilization ， 2020 ， 37 （ 6 ）： 33 - 39 .

钱建春，蔡斌，任明珠，等 . 上海10 kV配电网发展历程及现状分析［J］. 电力与能源， 2021 ， 42 （ 2 ）： 265 - 268 .

QIAN Jianchun ， CAI Bin ， REN Mingzhu ， et al . Development history and present situation of Shanghai 10 kV distribution network ［J］. Power & Energy ， 2021 ， 42 （ 2 ）： 265 - 268 .

陈昌，姜彤，万凯遥 . 考虑相关不确定性的环网静态电压稳定极限二阶锥优化迭代算法［J］. 电网技术， 2023 ， 47 （ 4 ）： 1682 - 1694 .

CHEN Chang ， JIANG Tong ， WAN Kaiyao . Conic optimization iterative algorithm for static voltage stability limit of ring network under related uncertainties ［J］. Power System Technology ， 2023 ， 47 （ 4 ）： 1682 - 1694 .

刘安迪，李妍，谢伟，等 . 基于多源数据多时间断面的配电网线路参数估计方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 2 ）： 46 - 54 .

LIU Andi ， LI Yan ， XIE Wei ， et al . Estimation method of line parameters in distribution network based on multi-source data and multi-time sections ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 2 ）： 46 - 54 .

杨京礼，姜守达，魏长安，等 . 一种高效的单播网络自适应拓扑推测算法［J］. 电子学报， 2013 ， 41 （ 10 ）： 1888 - 1894 .

YANG Jingli ， JIANG Shouda ， WEI Changan ， et al . Efficient and adaptive topology inference algorithm for unicast network measurements ［J］. Acta Electronica Sinica ， 2013 ， 41 （ 10 ）： 1888 - 1894 .

刘天琅，许泽东，李家乐，等 . 基于双层框架可视图的双向广度优先搜索路径规划算法［J/OL］. 计算机应用研究： 1 - 7 ［ 2023-07-03 ］. DOI： 10.19734/j.issn.1001-3695.2023.04.0128 http://dx.doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2023.04.0128 .

LIU Tianlang ， XU Zedong ， LI Jiale ， et al . Bidirectional breadth-first search algorithm based on double-layer frame visualization graph ［J］. Application Research of Computers： 1 - 7 ［ 2023-07-03 ］. DOI： 10.19734/j.issn.1001-3695.2023.04.0128 http://dx.doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2023.04.0128 .

曹丽华，丁皓轩，葛维春，等 . 基于遗传算法的热电机组储热罐最优运行策略［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 11 ）： 3574 - 3583 .

CAO Lihua ， DING Haoxuan ， GE Weichun ， et al . Optimal operation strategy of heat storage tank in CHP unit based on genetic algorithm ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 11 ）： 3574 - 3583 .

梅丹，王公宝，叶志浩，等 . 基于变阶遗传算法的舰船电力系统结构性能双层优化［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 19 ）： 5763 - 5771 .

MEI Dan ， WANG Gongbao ， YE Zhihao ， et al . Two-layer optimization method of vessel power system structure performance based on variable-order genetic algorithm ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 19 ）： 5763 - 5771 .

牛海清，李小潇，陈泽铭，等 . 基于改进遗传算法的隧道多回路电缆群相序优化［J］. 电力工程技术， 2023 ， 42 （ 2 ）： 147 - 153 .

NIU Haiqing ， LI Xiaoxiao ， CHEN Zeming ， et al . Phase sequence optimization of tunnel multi-circuit cables based on improved genetic algorithm ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2023 ， 42 （ 2 ）： 147 - 153 .

朱福喜，朱三元，伍春香 . 人工智能基础教程［M］. 北京：清华大学出版社， 2006 .

ZHU Fuxi ， ZHU Sanyuan ， WU Chunxiang . Basic course of artificial intelligence ［M］. Beijing ： Tsinghua University Press ， 2006 .

刘明祥，单荣荣，封士永 . 一种花瓣式配电网馈线自动化解决方案［J］. 自动化与仪器仪表， 2015 （ 11 ）： 68 - 69 .

LIU Mingxiang ， SHAN Rongrong ， FENG Shiyong . Automatic solution for a type of flower petal distribution network feeder ［J］. Automation & Instrumentation ， 2015 （ 11 ）： 68 - 69 .

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