一种配电网孤岛划分方法和装置制造方法及图纸

本申请提供一种配电网孤岛划分方法和装置，从非故障区域中选取具有连接关系的电源和负荷作为孤岛区域的元素；确定多个初步孤岛划分策略；从多个初步孤岛划分策略中选取以停电时户数最小为目标的孤岛划分策略，能够找到多个初步孤岛划分策略中稳定准确的最优的孤岛划分策略，过程清晰，计算速度快，且效率和准确性都较高。而且电源和负荷之间的关系矩阵能有效反映包含配电网故障上游区域和孤岛区域的拓扑结构，对于刻画故障配电往的拓扑结构分区具有普遍适用性。具有普遍适用性。具有普遍适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网孤岛划分方法和装置


[0001]本申请涉及配电网
，具体涉及一种配电网孤岛划分方法和装置。

技术介绍

[0002]配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。配电网是由多种配电设备(或元件)和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络。
[0003]随着分布式电源和储能装置的大量接入，配电网的故障下游可借助孤岛运行模式进行供电恢复，从而保证部分重要用户的供电，提高系统可靠性水平。需要准确预测的分布式能源才能避免孤岛系统出现功率失衡的运行风险。如何制定合理有效的孤岛划分策略，保证孤岛稳定运行的同时最大化供电恢复效果，是配电网故障恢复的研究核心。
[0004]目前，一般是采用随机优化技术来寻找配电网孤岛划分的最优策略，但是随机优化技术不仅难以找到稳定准确的最优策略，而且无法处理概率形式的不确定性问题，所以准确性较低。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术中准确性低的不足，本申请提供一种配电网孤岛划分方法，其特征在于，包括：
[0006]基于故障点所属馈线段，从非故障区域中选取具有连接关系的电源和负荷作为孤岛区域的元素；
[0007]基于孤岛区域的元素，确定多个初步孤岛划分策略；
[0008]从所述多个初步孤岛划分策略中选取以停电时户数最小为目标的孤岛划分策略。
[0009]所述基于故障点所属馈线段，从非故障区域中选具有连接关系的电源和负荷作为取孤岛区域的元素，包括：
[0010]基于配电网的拓扑结构，以各电源和负荷之间最短路径中的馈线段为元素构建关系矩阵；
[0011]基于所述故障点所属的馈线段，设置所述关系矩阵中与所述故障点相关的元素为0；
[0012]基于设置元素后的关系矩阵，从非故障区域中选取具有连接关系的电源和负荷作为孤岛区域的元素。
[0013]孤岛区域的元素包括负荷、电源以及电源与负荷之间具有连接关系的馈线段。
[0014]所述电源和负荷之间的关系矩阵按下式构建：
[0015][0016]式中，M表示电源和负荷之间的关系矩阵，M
nm
表示电源n和负荷m之间的最短路径中馈线段的集合。
[0017]所述基于孤岛区域的元素，确定多个初步孤岛划分策略，包括：
[0018]控制所述配电网中开关的状态，并将所述孤岛区域的元素进行划分，得到多个初步孤岛划分策略。
[0019]从所述多个初步孤岛划分策略中选取以停电时户数最小为目标的孤岛划分策略，包括：
[0020]初始化所述配电网的参数，所述配电网的参数包括所述电源中分布式电源的状态空间和各负荷的负荷曲线；
[0021]基于初始化后的参数，计算所述初步孤岛划分策略中孤岛区域的净负荷的状态链概率；
[0022]基于所述初步孤岛划分策略中孤岛区域的净负荷的状态链概率以及所述电源中储能系统的充电功率和放电功率，从所述多个初步孤岛划分策略中选取以停电时户数最小为目标的孤岛划分策略。
[0023]所述基于初始化后的参数，计算所述初步孤岛划分策略中孤岛区域的净负荷的状态链概率，包括：
[0024]基于初始化后的参数，确定所述初步孤岛划分策略中孤岛区域在不同仿真时段下净负荷的状态空间；
[0025]基于所述初步孤岛划分策略中孤岛区域在不同仿真时段下净负荷的状态空间，计算所述初步孤岛划分策略中孤岛区域中净负荷的状态链概率。
[0026]所述基于所述初步孤岛划分策略中孤岛区域的净负荷的状态链概率以及所述电源中储能系统的充电功率和放电功率，从所述多个初步孤岛划分策略中选取以停电时户数最小为目标的孤岛划分策略，包括：
[0027]步骤1：判断仿真时段t是否大于孤岛持续时段数，若是，执行步骤4；否则执行步骤2；
[0028]步骤2：基于所述储能系统的充电功率和放电功率，计算所述储能系统在仿真时段t的荷电状态；
[0029]步骤3：判断所述储能系统在仿真时段t的荷电状态是否满足荷电状态约束，若是，t＝t+1，并返回步骤1；否则，执行步骤4；
[0030]步骤4：将所述储能系统的荷电状态初始化，并基于所述初步孤岛划分策略中孤岛区域的净负荷的状态链概率更新初步孤岛划分策略的停电时户数；
[0031]步骤5：判断净负荷的状态链j是否大于状态链的总数量，若是，执行步骤6；否则j＝j+1，并返回步骤1；
[0032]步骤6：判断初步孤岛划分策略i是否大于初步孤岛划分策略的总数量，若是，执行步骤7；否则，i＝i+1，并返回步骤1；
[0033]步骤7：将所有初步孤岛划分策略对应的停电时户数进行对比，将所述停电时户数最小的初步孤岛划分策略作为以停电时户数最小为目标的孤岛划分策略。
[0034]所述储能系统在仿真时段t的荷电状态按下式计算：
[0035]SOC(t)＝SOC(t
‑
1)+(P
Ch
(t
‑
1)
‑
P
Dch
(t
‑
1))Δt
[0036]式中，SOC(t)表示所述储能系统在仿真时段t的荷电状态，SOC(t
‑
1)表示所述储能系统在仿真时段t
‑
1的荷电状态，Δt表示仿真步长，P
Ch
(t
‑
1)表示所述储能系统在仿真时段t
‑
1的充电功率，P
Dch
(t
‑
1)表示所述储能系统在仿真时段t
‑
1的放电功率，且0≤P
Ch
(t
‑
1)≤P
Chmax
，0≤P
Dch
(t
‑
1)≤P
Dchmax
，SOC
min
≤SOC(t
‑
1)≤SOC
max
，SOC
min
≤SOC(t)≤SOC
max
，P
Chmax
表示所述储能系统的充电功率最大值，P
Dchmax
表示所述储能系统的放电功率最大值，SOC
min
表示所述储能系统的荷电状态最小值，SOC
max
表示所述储能系统的荷电状态最大值。
[0037]所述初步孤岛划分策略的停电时户数按下式更新：
[0038][0039]式中，SH
i
′
表示更新后的初步孤岛划分策略i的停电时户数，SH
i
表示更新前的初步孤岛划分策略i的停电时户数，TTR表示孤岛持续时段数，R表示孤岛区域的元素集合，H表示初步孤岛划分策略中负荷的集合，C
k
表示负荷k的用户总数量，C
l
表示负荷l的用户总数量，Δt表示仿真步长，p...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网孤岛划分方法，其特征在于，包括：基于故障点所属馈线段，从非故障区域中选取具有连接关系的电源和负荷作为孤岛区域的元素；基于所述孤岛区域的元素，确定多个初步孤岛划分策略；从所述多个初步孤岛划分策略中选取以停电时户数最小为目标的孤岛划分策略。2.根据权利要求1所述的配电网孤岛划分方法，其特征在于，所述基于故障点所属馈线段，从非故障区域中选取具有连接关系的电源和负荷作为孤岛区域的元素，包括：基于配电网的拓扑结构，以各电源和负荷之间最短路径中的馈线段为元素构建关系矩阵；基于所述故障点所属的馈线段，设置所述关系矩阵中与所述故障点相关的元素为0；基于设置元素后的关系矩阵，从非故障区域中选取具有连接关系的电源和负荷作为孤岛区域的元素；所述孤岛区域的元素包括负荷、电源以及电源与负荷之间具有连接关系的馈线段。3.根据权利要求2所述的配电网孤岛划分方法，其特征在于，所述电源和负荷之间的关系矩阵按下式构建：式中，M表示电源和负荷之间的关系矩阵，M
nm
表示电源n和负荷m之间的最短路径中馈线段的集合。4.根据权利要求1所述的配电网孤岛划分方法，其特征在于，所述基于所述孤岛区域的元素，确定多个初步孤岛划分策略，包括：控制所述配电网中开关的状态，并将所述孤岛区域的元素进行划分，得到多个初步孤岛划分策略。5.根据权利要求1所述的配电网孤岛划分方法，其特征在于，从所述多个初步孤岛划分策略中选取以停电时户数最小为目标的孤岛划分策略，包括：初始化所述配电网的参数，所述配电网的参数包括所述电源中分布式电源的状态空间和各负荷的负荷曲线；基于初始化后的参数，计算所述初步孤岛划分策略中孤岛区域的净负荷的状态链概率；基于所述初步孤岛划分策略中孤岛区域的净负荷的状态链概率以及所述电源中储能系统的充电功率和放电功率，从所述多个初步孤岛划分策略中选取以停电时户数最小为目标的孤岛划分策略。6.根据权利要求5所述的配电网孤岛划分方法，其特征在于，所述基于初始化后的参数，计算所述初步孤岛划分策略中孤岛区域的净负荷的状态链概率，包括：基于初始化后的参数，确定所述初步孤岛划分策略中孤岛区域在不同仿真时段下净负荷的状态空间；基于所述初步孤岛划分策略中孤岛区域在不同仿真时段下净负荷的状态空间，计算所
述初步孤岛划分策略中孤岛区域中净负荷的状态链概率。7.根据权利要求6所述的配电网孤岛划分方法，其特征在于，所述基于所述初步孤岛划分策略中孤岛区域的净负荷的状态链概率以及所述电源中储能系统的充电功率和放电功率，从所述多个初步孤岛划分策略中选取以停电时户数最小为目标的孤岛划分策略，包括：步骤1：判断仿真时段t是否大于孤岛持续时段数，若是，执行步骤4；否则执行步骤2；步骤2：基于所述储能系统的充电功率和放电功率，计算所述储能系统在仿真时段t的荷电状态；步骤3：判断所述储能系统在仿真时段t的荷电状态是否满足荷电状态约束，若是，t＝t+1，并返回步骤1；否则，执行步骤4；步骤4：将所述储能系统的荷电状态初始化，并基于所述初步孤岛划分策略中孤岛区域的净负荷的状态链概率更新初步孤岛划分策略的停电时户数；步骤5：判断净负荷的状态链j是否大于状态链的总数量，若是，执行步骤6；否则j＝j+1，并返回步骤1；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫涛，刘伟，王金宇，张弛，刘苑红，赵明欣，毛澍，张丽，谈军，俞伟，陈海，张伟，李肇卿，惠慧，韦涛，陈玲，李鹏丽，谭煌，李媛，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网浙江省电力有限公司国网浙江省电力有限公司杭州供电公司，
类型：发明
国别省市：