一种用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法，可通过机动发电储能设备对各节点电能供应不足进行电能补给：利用本地分布式电源对本地用电负荷进行供电；利用区域分布式电源和加油站发电共同组网，供给局部电网中的负荷用电。本发明专利技术基于上述方法还提供了一种基于电网大规模毁坏的分散能源组网供电系统。本发明专利技术克服了现有电网遭受到功能性结构破坏以后原有的集中式供电模式无法支撑城市负荷的情况。本发明专利技术可实现灵活、便捷、快速的分散能源集结，能够在短时间中就近支撑重要负载用能，保障城市在面临大规模供电瘫痪下的用电用能自给，实现了本地和局部区域电网下的重要负载紧急供电。

A Power Supply Method and System for Decentralized Energy Networking for Large-scale Damage of Power Grid

【技术实现步骤摘要】
一种用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法及系统
本专利技术属于电力系统的
，尤其涉及一种用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法及系统。
技术介绍
电力系统安全关系到国民经济的顺利发展和人民生命财产安全。目前，我国电力工业正处在快速发展时期，电力系统中外部各种高危事件和突发事件时有发生，电网安全时刻面临着严重威胁。虽然在保障电力系统安全运行方面已经取得了较多研究成果，但是电力系统存在于自然环境和社会环境中，难免受到极端自然条件的挑战和来自社会环境的有意或者无意的损坏和破坏。因此，电网受到突发性事故和毁坏后的紧急供电恢复系统构建十分有必要。目前，国中针对电网安全方面的研究着重在故障后的检测、隔离以及负荷的转供，其前提条件是电网的结构没有被功能性破坏，电网在隔离故障线路后仍能正常运行。但是如果电网在极端条件下，电网线路、网架结构被大面积毁坏，现有的研究无法应对此种电力灾难性事件的发生。而目前国中对应的电力应急措施也主要围绕应急管理开展，着重在于应急制度、法规、风险评估、应急救援等方面，缺乏在电网大规模毁坏条件下，利用分散残存的能源对重要负荷进行持续供电的方法及系统组织策略。因此，为应对城市面临极端自然或者外力破坏场景下，保障重要负荷的供能具有重要意义。专利技术中容针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法及系统解决了现有电网遭受到功能性结构破坏以后，原有的集中式供电模式无法支撑城市负荷的问题。为了达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：本方案提供一种用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法，包括如下步骤：S1、通过中心能源管理子系统向供电检测子系统发出对毁坏后电网的供电能力分析的指令；S2、根据所述指令由供电检测子系统对毁坏后的电网进行网架连通度分析，得到残存电网的网络邻接矩阵C；S3、判断残存电网中的任意节点在所述邻接矩阵C中是否为独立节点，若是，则进入步骤S4，反之，则进入步骤S5；；S4、根据判断结果由独立节点的本地能量管理子系统启动孤岛供电，从而实现分散能源组网的供电；S5、根据判断结果由非独立节点形成局部连通供电区域，从而实现分散能源组网的供电。再进一步地，所述步骤S2包括如下步骤：S201、根据所述指令由供电检测子系统从中心能源管理子系统的数据库中提取健全电网的网络邻接矩阵A；S202、选择与所述网络邻接矩阵A中元素aij对应的支路lij，并由供电检测子系统依次对所述支路lij进行连通检测，直至遍历所述邻接矩阵A中所有支路，从而得到残存电网的网络邻接矩阵C，其中，i表示健全电网网络中的任意节点，j表示健全电网网络中除i以外的任意节点。再进一步地，所述步骤S3中残存电网的任意节点在所述邻接矩阵C中为独立节点的条件如下：其中，cab表示被毁坏后电网网络邻接矩阵C中的元素，a,b均表示电网网络中的任意节点。再进一步地，所述步骤S4包括如下步骤：S401、根据判断结果生成独立节点序列D1；S402、根据所述独立节点序列D1，由中心能源管理子系统对本地能量管理子系统发出启动孤岛供电的指令；S403、根据所述指令由本地能量管理子系统启动孤岛供电模式，并收集用户供电需求队列X1；S404、根据所述供电需求队列X1由本地能量管理子系统计算供电需求差值δd；S405、判断所述供电需求差值δd是否大于等于0，若是，则所述独立节点的负荷由本地分布式电源提供，反之，则由本地能量管理子系统向中心能量管理子系统发出机动应急发电储能设备的支援请求，并进入步骤S406；S406、根据所述支援请求由中心能量管理子系统向机动发电子系统发出调度指令；S407、根据所述调度指令由机动发电子系统计算满足供电需求δd的应急发电车数量，从而实现由独立节点的分散能源组网的供电。再进一步地，所述步骤S403中用户供电需求队列X1的表达式如下：X1＝[Pe(1),Qe(1),Pe(2),Qe(2),....,Pe(c),Qe(c),.....,Pe(N),Qe(N)]其中，Pe、Qe分别为孤立节点有功功率需求和无功功率需求，c表示孤立节点的负荷序号，且c＝1,2,...N。再进一步地，所述步骤S404中供电需求差值δd的表达式如下：δd＝[δd,p,δd,f]其中，δd,p表示孤立节点有功功率的需求差值，δd,f表示孤立节点无功功率的需求差值，Pf表示孤立节点中本地分布式电源能提供的有功功率，Pe(·)表示孤立节点有功功率需求，N表示负荷的总个数，Qf表示孤立节点中本地分布式电源能提供的无功功率，Qe(·)表示孤立节点无功功率需求，c表示孤立节点的负荷序号。再进一步地，所述步骤S5包括如下步骤：S501、根据判断结果建立残存电网中非独立节点的连通子区域M，M＝[M1,M2,...Mr...MR]，其中，r表示形成供电子区域的个数，且r＝1,2,...R；S502、通过中心能量管理子系统收集所述连通子区域M中的用户供电需求队列X2,X2＝[Px(1),Qx(1),Px(2),Qx(2),....,Px(g),Qx(g),.....,Px(G),Qx(G)]，其中，Px、Qx分别表示连通子区域M中的有功功率需求和无功功率需求，g表示用户供电需求队列X2中的负荷序号，且g＝1,2,...G；S503、根据所述用户供电需求队列X2分别建立连通供电子区域M中的目标函数以及约束条件；S504、利用整数规划求解方法对所述目标函数以及约束条件分别进行求解，得到连通子区域M中节点k处分布式电源的有功出力和无功出力连通子区域M中节点k处加油站发电的有功功率无功功率可供电时间T(k)，以及连通子区域M中节点k处的可供电的有功负荷和无功负荷S505、根据上述求解结果由本地能量管理子系统计算供电需求差值δM；S506、根据计算结果判断所述供电需求差值δM是否小于等于0，若是，则供电区域中的供电平衡，反之，则进入步骤S507；S507、根据所述计算结果中心能量管理子系统向机动发电子系统发出调度指令；S508、根据所述调度指令由机动发电子系统计算满足供电需求差值δM的应急发电车数量，从而实现由非独立节点的分散能源组网的供电。再进一步地，所述步骤S503中目标函数F的表达式如下：其中，W表示用户供电需求队列X2中能够恢复供电负荷的数量，g'表示连通子区域M中的负荷序号，Px(g')表示第g'个负荷的有功功率需求。所述约束条件的表达式如下：Vx≤V(k)≤Vs-Is≤I(lkp)≤Is其中，Pd表示分布式电源的有功出力上限，Py表示供电区域中加油站发电有功功率上限，W表示用户供电需求队列X2中能恢复供电负荷的数量，g'表示连通子区域M中的负荷序号，Px(g')表示第g'个负荷的有功功率需求，Qd表示分布式电源的无功功率出力上限，Qy表示供电区域中加油站发电的无功功率上限，Qx(g')表示第g'个负荷的无功功率需求，表示供电区域中节点k处分布式电源的有功出力，表示供电区域中节点k处加油站发电的有功功率，表示供电区域中节点k处的有功负荷，V(k)表示供电区域中节点k的电压，NJ表示供电区域中与节点k关联的支路个数,Gkp、Bkp、θkp分别表示供电区域中与节点k关联的支路p的导纳矩阵实部、虚部以及节点k与支路p电压的相角差，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、通过中心能源管理子系统向供电检测子系统发出对毁坏后电网的供电能力分析的指令；S2、根据所述指令由供电检测子系统对毁坏后的电网进行网架连通度分析，得到残存电网的网络邻接矩阵C；S3、判断残存电网中的任意节点在所述邻接矩阵C中是否为独立节点，若是，则进入步骤S4，反之，则进入步骤S5；；S4、根据判断结果由独立节点的本地能量管理子系统启动孤岛供电，从而实现分散能源组网的供电；S5、根据判断结果由非独立节点形成局部连通供电区域，从而实现分散能源组网的供电。

【技术特征摘要】
1.一种用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、通过中心能源管理子系统向供电检测子系统发出对毁坏后电网的供电能力分析的指令；S2、根据所述指令由供电检测子系统对毁坏后的电网进行网架连通度分析，得到残存电网的网络邻接矩阵C；S3、判断残存电网中的任意节点在所述邻接矩阵C中是否为独立节点，若是，则进入步骤S4，反之，则进入步骤S5；；S4、根据判断结果由独立节点的本地能量管理子系统启动孤岛供电，从而实现分散能源组网的供电；S5、根据判断结果由非独立节点形成局部连通供电区域，从而实现分散能源组网的供电。2.根据权利要求1所述的用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：S201、根据所述指令由供电检测子系统从中心能源管理子系统的数据库中提取健全电网的网络邻接矩阵A；S202、选择与所述网络邻接矩阵A中元素aij对应的支路lij，并由供电检测子系统依次对所述支路lij进行连通检测，直至遍历所述邻接矩阵A中所有支路，从而得到残存电网的网络邻接矩阵C，其中，i表示健全电网网络中的任意节点，j表示健全电网网络中除i以外的任意节点。3.根据权利要求1所述的用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法，其特征在于，所述步骤S3中残存电网的任意节点在所述邻接矩阵C中为独立节点的条件如下：其中，cab表示被毁坏后电网网络邻接矩阵C中的元素，a,b均表示电网网络中的任意节点。4.根据权利要求1所述的用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法，其特征在于，所述步骤S4包括如下步骤：S401、根据判断结果生成独立节点序列D1；S402、根据所述独立节点序列D1，由中心能源管理子系统对本地能量管理子系统发出启动孤岛供电的指令；S403、根据所述指令由本地能量管理子系统启动孤岛供电模式，并收集用户供电需求队列X1；S404、根据所述供电需求队列X1由本地能量管理子系统计算供电需求差值δd；S405、判断所述供电需求差值δd是否大于等于0，若是，则所述独立节点的负荷由本地分布式电源提供，反之，则由本地能量管理子系统向中心能量管理子系统发出机动应急发电储能设备的支援请求，并进入步骤S406；S406、根据所述支援请求由中心能量管理子系统向机动发电子系统发出调度指令；S407、根据所述调度指令由机动发电子系统计算满足供电需求δd的应急发电车数量，从而实现由独立节点的分散能源组网的供电。5.根据权利要求4所述的用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法，其特征在于，所述步骤S403中用户供电需求队列X1的表达式如下：X1＝[Pe(1),Qe(1),Pe(2),Qe(2),....,Pe(c),Qe(c),.....,Pe(N),Qe(N)]其中，Pe、Qe分别为孤立节点有功功率需求和无功功率需求，c表示孤立节点的负荷序号，且c＝1,2,...N。6.根据权利要求4所述的用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法，其特征在于，所述步骤S404中供电需求差值δd的表达式如下：δd＝[δd,p,δd,f]其中，δd,p表示孤立节点有功功率的需求差值，δd,f表示孤立节点无功功率的需求差值，Pf表示孤立节点中本地分布式电源能提供的有功功率，Pe(·)表示孤立节点有功功率需求，N表示负荷的总个数，Qf表示孤立节点中本地分布式电源能提供的无功功率，Qe(·)表示孤立节点无功功率需求，c表示孤立节点的负荷序号。7.根据权利要求1所述的用于电网大规模毁坏的分散能源组网供电方法，其特征在于，所述步骤S5包括如下步骤：S501、根据判断结果建立残存电网中非独立节点的连通子区域M，M＝[M1,M2,...Mr...MR]，其中，r表示形成供电子区域的个数，且r＝1,2,...R；S502、通过中心能量管理子系统收集所述连通子区域M中的用户供电需求队列X2,X2＝[Px(1),Qx(1),Px(2),Qx(2),....,Px(g),Qx(g),.....,Px(G),Qx(G)]，其中，Px、Qx分别表示连通子区域M中的有功功率需求和无功功率需求，g表示用户供电需求队列X2中的负荷序号，且g＝1,2,...G；S503、根据所述用户供电需求队列X2分别建立连通供电子区域M中的目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：张姝，肖先勇，李俊，薛龙献，刘永绩，郑瑞骁，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51