(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210955282.5 (22)申请日 2022.08.10 (71)申请人 东南大学 地址 210096 江苏省南京市玄武区新 街口 街道四牌楼 2号 (72)发明人 王琦　吴舒坦　 (74)专利代理 机构 北京同辉知识产权代理事务 所(普通合伙) 11357 专利代理师 何静 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) H02J 3/00(2006.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种考虑区域相似性的中压配电网拓扑识 别方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑区域相似性的中压 配电网拓扑识别方法。 属于电力 能源领域， 包括 如下内容： 首先基于低压侧获取的量测 信息和历 史数据， 在中压侧聚合得到精度较高的量测聚合 数据集； 通过聚合得到的配电网中压侧测量数 据， 建立不涉及配电网拓扑先验 条件的逆潮流模 型， 提出一种基于定参数比值齐次中压配电网拓 扑识别方法， 以获得中压配电网初步拓扑识别结 果； 并考虑到初步拓扑识别结果精确度不足等问 题， 采用基于配电网单元制规划方法， 通过中压 配电网单元制规划存在的区域相似性， 对所提方 法加以完善。 本发明紧密结合配电网实际情况， 解决现有配电网拓扑识别方案鲁棒性不强， 在实 际运用过程中识别模型存在识别精度不高， 受噪 声影响较大等问题。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 115130327 A 2022.09.30 CN 115130327 A 1.一种考虑配电网区域相似性的中压配电网拓扑识别方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： 基于低压侧获取的用户侧电力量测信 息和历史数据， 在中压侧聚合得到精度较 高的量 测聚合数据集， 包括： 有功 功率、 无功 功率、 电压数据； 通过聚合得到的配电网中压侧量测聚合数据集， 建立不涉及配电网拓扑先验条件的逆 潮流模型， 并对其进行线性化及参数简化操作， 提出了一种基于定线路参数比值齐次中压 配电网拓扑识别方法， 通过中压侧聚合得到的有功功率和无功功率量测 量， 求出配电网节 点导纳矩阵中的各元素， 从而得到相应节点间的物理连接关系， 以获得中压配电网初步拓 扑识别结果； 考虑到初步拓扑识别结果精确度不足问题， 基于配电网单元制规划方法， 通过中压配 电网单元制规划存在的区域相似性， 对所提方法加以完 善。 2.根据权利要求1所述的一种考虑配电网区域相似性的中压配电网拓扑识别方法， 其 特征在于， 中压侧 量测聚合数据集， 中压侧节点有功功率等于低压侧物联网设备及非物联 网设备消 耗的有功功率之和， 物联网设备有功功率可以实时获得， 而缺 乏其它非物联网用 电设备有功数据信息； 配电网历史数据中蕴含了配电网运行状态之间的时空关联特性， 在 用户用电行为无不确定性因素影响时， 用电设备类型占比在一定时间范围内应无明显波 动； 通过配电网用户用电数据发掘其用电行为， 得到不同用电设备类型占比， 进而将低压侧 物联网设备有功 功率量测数据按比例聚合至中压侧。 3.根据权利要求1所述的一种考虑配电网区域相似性的中压配电网拓扑识别方法， 其 特征在于， 中压配电网潮流模型表示 为： 其中， i， j为始末端节点编号， g为线路电导， b为线路电纳， r为线路电阻， x为线路电抗； N为节点集合， E为支路集合； 式(1)、 (2)表示有功、 无功潮流等式条件， 式(3)、 (4)分别表示 节点电压和支路电流须满足的等式条件， 式(5) ‑(6)为支路电流和节点电压约束 条件； 对于 任意辐射状中压配电网， 都应满足(1) ‑(6)通用约束条件。 由于式(1) ‑(4)中均含有支路电流或节点电压平方项， 该模型为非线性模型， 为后续拓 扑识别特 征参数求取 带来了困难； 令 及 式(1)‑(4)可线性 化为如下模型：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115130327 A 24.根据权利要求1所述的一种考虑配电网区域相似性的中压配电网拓扑识别方法， 其 特征在于， 基于定线路参数比值齐次中压配电网拓扑识别方法， 不计线路损耗， 将(7)(8)转 化为含有拓扑识别所需物理连接关系的表达式(9)： 其中 矩阵表示各节点电压幅值平方， p和q矩阵分别表示节点有功注入功率和无功注 入功率， A矩阵为与配电网拓扑结构相关的邻接矩阵， 其元素如式(10)(11)所示； R和X矩阵 表示线路电阻和电抗 参数， 在式(10)中各线路参数均以相应对角元 素形式表示； [a0,AT]T∈{0,±1}(n+1)×n      (11) 式(9)中各节点的有功、 无功注入功率已知， 与配电网拓扑结构相 关的邻接矩阵A各元 素未知， 对于辐射型配电网， 邻接矩阵A必定为非奇异矩阵， 且A‑Ta0一定为单位矩阵， 记A‑Ta0 ＝En； 因此， (9)可转 化为： 其中， AX‑1AT即为节点导纳矩阵Y， 其元素直接反映了配电网的物理连接关系， 节点i与 节点j之间无物理连接关系， 则 yij＝0； 节点i与节点j直接相连， 则 yij≠0.根据(12)得出节 点导纳矩阵Y中的各 元素， 可以得到中压配电网的拓扑 连接方式； p、 q、 均为已知量， 求出Y中元素的关键在于如何确定AX‑1RA‑1的值； 注意到X‑ 1R实际上为线路电阻与电抗参数的比值， 设其比值为一定值， 这种假设与实际电力线路参 数设置符合； 即： 此时， 式(12)化 为： 中压配电网拓扑识别方法可归纳为： 由中压侧聚合得到的有功功率和无功功率量测 量， 求出配电网节点 导纳矩阵Y中的各 元素， 从而得到相应节点间的物理连接关系。 5.根据权利要求1所述的一种考虑配电网区域相似性的中压配电网拓扑识别方法， 其 特征在于， 中压配电网单元制规划存在的区域相似性包括中压配电台区总体规模的相似 性、 配电网各台区所有节点出度和入度均值的相似性和邻接矩阵奇异 值、 谱半径、 矩阵范数权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115130327 A 3