一种配电网孤岛运行模式下的负荷削减方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种配电网孤岛运行模式下的负荷削减方法及系统，方法根据当前的配电网结构，建立配电网简化模型；获取所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数；根据所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数，建立负荷削减模型；求解所述负荷削减模型，获取配电网孤岛运行模式下的负荷削减最优方案。系统包括配电网简化模型建立模块、权重系数获取模块、负荷削减模型建立模块及负荷削减模型求解模块。本发明专利技术实现了能够计及DG、负荷以及网络结构等多方面因素的影响，使有源配电网的可靠性评估更加合理，为有源配电网的规划和建设提供了有效的工具手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电系统规划控制领域，具体涉及一种配电网孤岛运行模式下的负荷削减方法及系统。
技术介绍
随着智能电网的发展，各种分布式电源(DistributedGeneration，DG)大规模地接入配电网，使得配电网的运行方式发生了重大改变，进而对配电网的可靠性评估和故障恢复也愈发受到重视。包含DG的配电网发生故障时，在一定条件下，局部区域能够以孤岛方式运行，由DG独立供电，实现该区域内的功率平衡。而在孤岛运行模式下，合理的负荷削减策略可以有效提高含DG的配电网的供电可靠性。使孤岛既能充分发挥DG的供电能力，又不会造成过负荷；同时计及了不同等级负荷对于供电可靠性的不同要求，保证重要负荷优先供电。因此，如何合理的对孤岛运行模式下的负荷进行削减，是保证配电网的供电可靠性的必要研究课题之一。目前，现阶段可靠性研究中的孤岛策略虽然充分考虑了孤岛内负荷容量与发电容量的匹配关系，但该策略仅从功率平衡的角度出发，未能充分计及配电网网络结构特殊性的影响；而且欠缺对系统及负荷侧可靠性的全面考虑，得到的负荷方案并不十分合理，无法兼顾供电的可靠性和经济性。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种配电网孤岛运行模式下的负荷削减方法及系统，能够计及DG、负荷以及网络结构等多方面因素的影响，使有源配电网的可靠性评估更加合理，为有源配电网的规划和建设提供了有效的工具手段。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种配电网孤岛运行模式下的负荷削减方法，包括：根据当前的配电网结构，建立配电网简化模型；获取所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数；根据所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数，建立负荷削减模型；求解所述负荷削减模型，获取配电网孤岛运行模式下的负荷削减最优方案。进一步的，所述根据当前的配电网结构，建立配电网简化模型，包括：根据当前的配电网结构中的各开关的分布情况，将相邻两开关之间的负荷划分为同一负荷组，且任意一个负荷组内不含有任何开关装置；以各所述负荷组为基本单元，建立配电网简化模型；其中，当前的配电网结构中的各负荷在所述配电网模型的各负荷组中以负荷点的形式体现。进一步的，所述获取所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数包括：根据所述配电网简化模型中的各负荷组中的各负荷点的停电损失度、负荷点的位置以及负荷点的用户数，获取各负荷组的权重系数wi：wi=αi+βi+γiαi=max(cm),m∈iβi=1/min(dm),m∈iγi=Σm=1num/u,m∈i---(1)]]>式(1)中：αi为第i个负荷组的停电损失系数；cm为第m个负荷点的停电损失度；βi为第i块负荷的位置系数；dm为第m个负荷点与电源节点的电气距离；γi为第i个负荷组的用户削减系数；n为第i个负荷组中的负荷点的个数，um为第m个负荷点的用户数；u为孤岛内用户总数。进一步的，所述根据所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数，建立负荷削减模型，包括：根据所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数wi，确定所述负荷削减模型的目标函数maxL：maxL=maxΣi∈RwiLi---(2)]]>式(2)中：R为孤岛内能实现有效供电的负荷组组成的区域；Li为第i块负荷的需求功率；确定所述负荷削减模型的约束条件为：式(3)中：Li(t)表示负荷在t时刻的需求功率；PDG(t)和PS(t)分别表示DG和储能装置在t时刻的输出功率；j表示电源节点；td表示DG和储能转置为岛内负荷稳定供电的最小时长。进一步的，所述求解所述负荷削减模型，获取孤岛模式的负荷削减最优方案包括：根据所述负荷削减模型，建立有根树模型，其中，所述有根树模型中包括：作为根节点的电源节点、从所述电源节点的分出的各支路、及各支路上的负荷组；将所述有根树模型中的每个支路上的负荷组均确定为一种负荷组组合；采用启发式搜索和广度优先搜索算法遍历各所述负荷组组合，筛选出满足功率约束条件的所述负荷组组合；将筛选出的所述负荷组组合代入所述负荷削减模型的目标函数，求解所述负荷削减模型；根据所述负荷削减模型的求解结果，确定配电网孤岛运行模式下的负荷削减最优方案。另一方面，本专利技术提供一种配电网孤岛运行模式下的负荷削减系统，包括：配电网简化模型建立模块，用于根据当前的配电网结构，建立配电网简化模型；权重系数获取模块，用于获取所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数；负荷削减模型建立模块，用于根据所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数，建立负荷削减模型；负荷削减模型求解模块，用于求解所述负荷削减模型，获取配电网孤岛运行模式下的负荷削减最优方案。进一步的，所述配电网简化模型建立模块包括：负荷划分单元，用于根据当前的配电网结构中的各开关的分布情况，将相邻两开关之间的负荷划分为同一负荷组，且任意一个负荷组内不含有任何开关装置；配电网简化模型建立单元，用于以各所述负荷组为基本单元，建立配电网简化模型；其中，当前的配电网结构中的各负荷在所述配电网模型的各负荷组中以负荷点的形式体现。进一步的，所述权重系数获取模块包括：权重系数获取单元，用于根据所述配电网简化模型中的各负荷组中的各负荷点的停电损失度、负荷点的位置以及负荷点的用户数，根据下式(1)获取各负荷组的权重系数wi；wi=αi+βi+γiαi=max(cm),m∈iβi=1/min(dm),m∈iγi=Σm=1num/u,m∈i---(1)]]>式(1)中：αi为第i个负荷组的停电损失系数；cm为第m个负荷点的停电损失度；βi为第i块负荷的位置系数；dm为第m个负荷点与电源节点的电气距离；γi为第i个负荷组的用户削减系数；n为第i个负荷组中的负荷点的个数，um为第m个负荷点的用户数；u为孤岛内用户总数。进一步的，所述负荷削减模型建立模块包括：目标函数确定单元，用于根据所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数wi，根据下式(2)确定所述负荷削减模型的目标函数maxL；maxL=maxΣi∈RwiLi---(2)]]>式(2)中：R为孤岛内能实现有效供电的负荷组组成的区域；Li为第i块负荷的需求功率；约束条件确定单元，用于根据下式(3)确定所述负荷削减模型的约束条件；式(3)中：Li(t)表示负荷在t时刻的需求功率；PDG(t)和PS(t)分别表示DG和储能装置在t时刻的输出功率；j表示电源节点；td表示DG和储能转置为岛内负荷稳定供电的最小时长。进一步的，所述负荷削减模型求解模块包括：有根树模型建立单元，用于根据所述负荷削减模型，建立有根树模型，其中，所述有根树模型中包括：作为根节点的电源节点、从所述电源节点的分出的各支路、及各支路上的负荷组；负荷组组合确定单元，用于将所述有根树模型中的每个支路上的负荷组均确定为一种负荷组组合；负荷组组合筛选单元，用于采用启发式搜索或广度优先搜索算法遍历各所述负荷组组合，筛选出满足功率约束条件的所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网孤岛运行模式下的负荷削减方法，其特征在于，包括：根据当前的配电网结构，建立配电网简化模型；获取所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数；根据所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数，建立负荷削减模型；求解所述负荷削减模型，获取配电网孤岛运行模式下的负荷削减最优方案。

【技术特征摘要】
1.一种配电网孤岛运行模式下的负荷削减方法，其特征在于，包括：根据当前的配电网结构，建立配电网简化模型；获取所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数；根据所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数，建立负荷削减模型；求解所述负荷削减模型，获取配电网孤岛运行模式下的负荷削减最优方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前的配电网结构，建立配电网简化模型，包括：根据当前的配电网结构中的各开关的分布情况，将相邻两开关之间的负荷划分为同一负荷组，且任意一个负荷组内不含有任何开关装置；以各所述负荷组为基本单元，建立配电网简化模型；其中，当前的配电网结构中的各负荷在所述配电网模型的各负荷组中以负荷点的形式体现。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数包括：根据所述配电网简化模型中的各负荷组中的各负荷点的停电损失度、负荷点的位置以及负荷点的用户数，获取各负荷组的权重系数wi：wi=αi+βi+γiαi=max(cm),m∈iβi=1/min(dm),m∈iγi=Σm=1num/u,m∈i---(1)]]>式(1)中：αi为第i个负荷组的停电损失系数；cm为第m个负荷点的停电损失度；βi为第i块负荷的位置系数；dm为第m个负荷点与电源节点的电气距离；γi为第i个负荷组的用户削减系数；n为第i个负荷组中的负荷点的个数，um为第m个负荷点的用户数；u为孤岛内用户总数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数，建立负荷削减模型，包括：根据所述配电网简化模型中的各负荷组的权重系数wi，确定所述负荷削减模型的目标函数maxL：maxL=maxΣi∈RwiLi---(2)]]>式(2)中：R为孤岛内能实现有效供电的负荷组组成的区域；Li为第i块负荷的需求功率；确定所述负荷削减模型的约束条件为：式(3)中：Li(t)表示负荷在t时刻的需求功率；PDG(t)和PS(t)分别表示DG和储能装置在t时刻的输出功率；j表示电源节点；td表示DG和储能转置为岛内负荷稳定供电的最小时长。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解所述负荷削减模型，获取孤岛模式的负荷削减最优方案包括：根据所述负荷削减模型，建立有根树模型，其中，所述有根树模型中包括：作为根节点的电源节点、从所述电源节点的分出的各支路、及各支路上的负荷组；将所述有根树模型中的每个支路上的负荷组均确定为一种负荷组组合；采用启发式搜索和广度优先搜索算法遍历各所述负荷组组合，筛选出满足功率约束条件的所述负荷组组合；将筛选出的所述负荷组组合代入所述负荷削减模型的目标函数，求解所述负荷削减模型；根据所述负荷削减模型的求解结果，确定配电网孤岛运行模式下的负荷削减最优方案。6.一种配电网孤岛运行模式下的负荷削减系统，其特征在于，包括：配电网简化模型建立模块，用于根据当前的配电网结构，建立配电网简化模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜松怀，范婷婷，蔡雅婷，苏娟，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11