考虑故障电阻随机不确定性的电压暂降监测点优化配置
中国电工技术学会主办，2017年6月21-24日在河北省张北县举办，大会围绕新能源发展战略、系统关键技术、微电网及储能等重要议题展开交流。浏览会议详情和在线报名参会请长按识别二维码。
国网四川省电力公司经济技术研究院的研究人员陈礼频、杜新伟、汪伟、曹开江、任志超，在2016年第23期《电工技术学报》上撰文指出，电力系统元件发生短路故障时，故障电阻客观存在且具有随机不确定特性。为提高电压暂降监测点配置方案在不同故障电阻条件下的工程适用性，需将故障电阻这一关键参数引入到监测点优化配置模型中。
首先基于网络参数和短路计算构建临界故障电阻矩阵，在此基础上以监测点数最少为目标，以各故障点短路时最小电压暂降可观率为约束，建立考虑故障电阻随机不确定性的监测点优化配置模型，并用遗传算法求解最优配置方案。
应用该方法，对IEEE-30节点测试系统进行了仿真分析，结果表明基于该方法能有效监测非金属性短路故障引起电压暂降，相比传统方法更具工程实用价值。
随着高新科技的不断发展，大量对电压暂降极为敏感的精密设备被广泛应用于各行各业，为人们生产生活带来了极大便利。与此同时，由电压暂降引起的经济损失和用户抱怨等问题也日益凸显，引起了国内外学者广泛关注[1-5]。而科学分析评估系统电压暂降水平，是准确反映电力用户受扰动程度及合理制定电压暂降治理措施的必要前提。
现有电压暂降评估法主要分为随机评估法和实测统计法。随机评估法具有较好的时空延展性[7-9]，但由于评估模型中许多具有随机不确定特性的参数往往根据经验主观设定，因此无法保证评估结果的准确性。
实测统计法从构建电压暂降监测网络的角度出发，基于系统元件参数和网络拓扑结构，并结合电压暂降产生和传播机理，以最少的监测点构建覆盖电网的监测网络。与随机评估法相比，实测统计法基于监测装置记录电压暂降特征，能保证评估结果的准确性，具有更好的工程实用价值。
现有电压暂降监测点优化配置方法较多，但其假设条件往往过于理想：文献[10-13]基于监测点可观域原理，通过构建电压暂降可观性矩阵配置监测点，但由于建模时故障电阻值均被假设为0，当系统发生非金属性短路时其工程适用性必然下降；文献[14-17]基于故障定位原理，以全网电压暂降扰动源可观为目标进行监测点优化配置，但同样存在故障电阻值被假设为0的弊端；文献[18]虽然在建模时考虑了故障电阻的存在，但未考虑在实际工程应用中监测装置由于存储空间有限，只会记录幅值低于设定阈值的电压暂降事件，而不可能对电压幅值一直录波的客观事实。
针对现有方法存在的不足，本文充分考虑了故障电阻的随机不确定特性和监测装置实际工作原理，提出更具工程适用性的电压暂降监测点优化配置模型。首先基于电网参数和短路计算构建临界故障电阻矩阵，反应各故障点与电网节点之间对应的临界故障电阻值。然后基于临界故障电阻矩阵，建立该优化问题的不等式约束。最后采用遗传算法，求解得出监测点优化配置方案。对IEEE-30节点测试系统的仿真结果表明，本文方法正确有效，相比传统方法更具完备性和工程适用性。
结论
1）实际电网中发生短路故障时，故障电阻广泛客观存在。本文充分考虑了故障电阻的随机不确定特性对电压暂降幅值的影响，基于临界故障电阻矩阵将故障电阻引入到了监测点优化配置模型中，有效弥补了传统模型中未考虑故障电阻存在的不足。
2）本文方法物理逻辑清晰，可操作性强。对IEEE-30节点测试系统的仿真结果表明，本文方法正确、有效，相比传统方法具有更好的工程实用价值。