隨著越來越多的敏感設(shè)備接入電網(wǎng)，用戶對(duì)電壓暫降愈加關(guān)注。新能源電網(wǎng)中的電壓暫降還將導(dǎo)致電壓穿越問題。合理配置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，獲取對(duì)電壓暫降源位置更為敏感的監(jiān)測(cè)信息是有效監(jiān)測(cè)電壓暫降并準(zhǔn)確定位的關(guān)鍵。

較少的監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以降低安裝成本，但同時(shí)也降低了監(jiān)測(cè)信息的冗余度，使得定位的不確定區(qū)域增加，整體定位準(zhǔn)確率下降。監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量、電壓暫降可觀測(cè)性及定位準(zhǔn)確率是相互沖突的目標(biāo)，在可觀性約束條件下研究電壓暫降定位中的測(cè)點(diǎn)多目標(biāo)優(yōu)化配置策略，具有重要的理論價(jià)值和工程意義。

短路故障是引起電壓暫降的最主要原因，目前一般針對(duì)短路故障引起的電壓暫降進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化配置，主要基于監(jiān)測(cè)點(diǎn)可觀域（Monitor Reach Area, MRA）原理，以監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量最少為目標(biāo)，以系統(tǒng)任意處發(fā)生故障至少觸發(fā)1臺(tái)監(jiān)測(cè)裝置為約束條件，利用0-1規(guī)劃法或粒子群算法等優(yōu)化配置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

這類方法主要關(guān)注裝置安裝成本，未考慮采用監(jiān)測(cè)信息實(shí)現(xiàn)暫降定位，因而監(jiān)測(cè)信息未能得到充分利用。也有一些學(xué)者提出了以故障定位為目標(biāo)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)配置方法。

文獻(xiàn)[12-14]在一組確保全網(wǎng)電壓暫降可觀的監(jiān)測(cè)點(diǎn)配置方案基礎(chǔ)上，通過分階段增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)，提高監(jiān)測(cè)冗余度，使故障位置可觀率達(dá)到設(shè)定的要求。文獻(xiàn)[15-17]針對(duì)全網(wǎng)故障點(diǎn)的可定位性進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化配置，并考慮了故障電阻的影響。

在暫降發(fā)生期間，只有觸發(fā)監(jiān)測(cè)裝置才能利用測(cè)點(diǎn)電壓量測(cè)值定位故障位置。測(cè)點(diǎn)配置首先要滿足一定的全網(wǎng)暫降可觀性約束，進(jìn)而對(duì)測(cè)點(diǎn)配置和故障定位準(zhǔn)確度進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。多個(gè)相互沖突的優(yōu)化目標(biāo)難以尋求全局最優(yōu)解，使得所有目標(biāo)同時(shí)達(dá)到最優(yōu)。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)多目標(biāo)優(yōu)化問題無法通過加權(quán)求和轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)問題來簡單化處理，而是需要搜索非劣解集，為決策者提供多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)配置方案，根據(jù)不同的工程實(shí)際需求選擇最適合的配置方案。

本文提出一種在電壓暫降可觀的約束下兼顧監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量和定位準(zhǔn)確性的多目標(biāo)優(yōu)化配置方法，并采用多目標(biāo)離散粒子群算法（Mmulti-objective Discrete Particle Swarm Optimization, MDPSO）求解模型，得到非劣解集，為工程應(yīng)用實(shí)際的監(jiān)測(cè)點(diǎn)配置提供多個(gè)必要的方案參考，更具工程實(shí)用性。

圖1 短路故障示意圖

圖2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化配置流程

結(jié)論

本文在電壓暫降可觀約束下，提出了一種兼顧故障定位準(zhǔn)確性的監(jiān)測(cè)點(diǎn)多目標(biāo)優(yōu)化配置方法。以全網(wǎng)電壓暫降可觀為約束條件，以監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量最少和不確定區(qū)域指數(shù)最小為優(yōu)化目標(biāo)，建立監(jiān)測(cè)點(diǎn)多目標(biāo)優(yōu)化配置模型，采用多目標(biāo)離散粒子群算法求解模型，得到非劣解集。

通過IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和IEEE 118節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證了本文所提方法的可行性和有效性。相比于傳統(tǒng)方法，本文方法可為決策者提供多個(gè)可行的優(yōu)化配置方案，為實(shí)際工程應(yīng)用提供更多選擇。在監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量較少時(shí)，本文方法的配置方案在保證全網(wǎng)電壓暫降可觀的條件下，比傳統(tǒng)方法故障定位準(zhǔn)確率更高，更具工程實(shí)用價(jià)值。

此外，分析發(fā)現(xiàn)，本文方法在目標(biāo)空間邊緣（f2=0）可以得到多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)配置方案，其目標(biāo)函數(shù)相等。一方面表明本文方法可以得到解空間中更多更優(yōu)的非劣解；另一方面也暗示存在強(qiáng)化約束條件或增加優(yōu)化目標(biāo)的可能。

線路故障率受地理環(huán)境和氣象條件影響，暫降特征也受附近的新能源發(fā)電設(shè)備的影響。在高滲透率新能源電網(wǎng)中，如何根據(jù)電網(wǎng)地理分布和電源分布，選擇最優(yōu)的測(cè)點(diǎn)配置方案，滿足暫降可觀和準(zhǔn)確定位的工程需求，是下一步的研究內(nèi)容。