一种考虑网络重构的配电网供电恢复方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑网络重构的配电网供电恢复方法及系统，在供电恢复上考虑网络重构、分布式电源、柔性多状态开关三种恢复供电的手段。首先，采用配电网无向图的关联矩阵对离网节点进行快速搜索，统计可用于恢复供电的设备和资源；其次，建立模拟闭环运行配电网节点电压优化模型，并根据潮流优化结果，切除环路中支路端节点电压低、潮流较小的支路，确定供电恢复所采用的配电网拓扑；最后，建立考虑负荷分级的负荷恢复模型，优化计算恢复负荷方案。本发明专利技术减少了故障后配电网因拓扑不合理而缩小供电恢复范围的情况，有效保障了故障下配电网的可靠性。电网的可靠性。电网的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑网络重构的配电网供电恢复方法及系统


[0001]本专利技术属于配电网控制领域，更具体地，涉及一种考虑网络重构的配电网供电恢复方法及系统。

技术介绍

[0002]供电可靠性是评价配电网电能质量的重要指标之一。在配电网故障发生后，如何实现快速、大范围和过程平稳的负荷恢复是提高配电网供电可靠性的重要问题。
[0003]传统配电网供电恢复手段通常为网络重构。为实现故障后供电恢复满足转供线路的容量约束，传统配电网在进行网络重构后，往往需要将远离配电网电能注入点的末端负荷进行切除，已实现最多的负荷恢复。而随着分布式电源（distributed generator，DG）和以柔性多状态开关（soft open point，SOP）为代表的电力电子装置接入配电网，新型配电网故障后的供电恢复手段增多使得计算变得复杂。综合上述分析，研究一种综合考虑多恢复手段的新型配电网故障恢复快速计算方法具有重要意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种考虑网络重构的配电网供电恢复方法及系统，旨在解决考虑多恢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑网络重构的配电网供电恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：在配电网故障切除后，建立对应的无向图关联矩阵，以确定故障切除后的配电网信息，并基于所述配电网信息计算待恢复的负荷量，所述配电网信息包括：故障切除后的并网节点、故障切除后的离网节点、各节点故障前负荷以及离网节点集中可用于恢复供电的资源信息；基于故障切除后的并网节点集、故障切除后的离网节点集以及配电网的联络开关建立模拟故障切除后配电网闭环运行的节点电压优化模型，确定恢复配电网离网节点供电所采用的配电网拓扑；所述节点电压优化模型将所有可用的配电网联络开关投运，将其中的支路从节点电压优化模型中退出运行，以减少模型中的基本回路数，直至模型中的基本回路数减为0，得到最终的配电网拓扑；将支路退出运行的逻辑为：若该支路退出运行后模型的基本回路数减少，且该支路所连接的一个节点的电压为最小，同时该支路的线路潮流最小，则将其退出运行；基于所述配电网拓扑、各节点故障前负荷、离网节点集中可用于恢复供电的资源信息以及待恢复的负荷量，以有功负荷恢复量最大为目标函数，确定恢复负荷的位置和恢复的负荷数量，并按照各级负荷的功率因数确定各级负荷的权重，所述负荷的等级按照其在配电网中的重要程度划分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在配电网故障切除后，建立对应的无向图关联矩阵，以确定故障切除后的配电网信息，具体为：获取配电网的支路信息与节点信息，确定配电网的节点集合Bus及各节点故障前的负荷Load；根据故障切除后的配电网中投运的支路信息，建立配电网的无向图关联矩阵M，其元素的定义为：以配电网变压器所连接的首端节点作为搜索集，利用无向图关联矩阵M搜索建立并网节点集Con，具体计算方法为：1）读取无向图关联矩阵M中搜索集各节点所对应的行，得到与搜索集节点相关联的支路编号；2）读取无向图关联矩阵M中从步骤1）获取的相关支路所关联的节点，作为新的搜索集；3）重复步骤1）和步骤2）直至搜索集不再有变化，则此时的搜索集为并网节点集Con；4）计算离网节点集Iso，Iso=Bus
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Con；5）根据离网节点集Iso和各节点故障前的负荷Load，将离网节点故障前的负荷求和计算待恢复负荷量的有功分量和无功分量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立模拟故障切除后配电网闭环运行的节点电压优化模型，具体为：假设配电网所有可用的联络开关投运，形成模拟闭环运行的配电网网络拓扑，以节点电压最小值最大作为优化目标，优化配电网中分布式电源和柔性多状态开关的运行状态，
计算得到模拟闭环运行的各节点电压和各支路潮流；所述优化目标为：式中，为节点i的电压幅值；所述节点电压优化模型的约束如下：1）系统潮流约束：1）系统潮流约束：式中，为节点i、j的相角差，和分别为注入节点i的有功功率和无功功率；、、、分别为节点导纳矩阵中节点i的自电导和自电纳、节点i和节点j之间的互电导和互电纳；和的计算公式如下：的计算公式如下：其中，和分别为节点i所接柔性多状态开关注入节点的有功功率和无功功率，和分别为所接分布式电源注入节点的有功功率和无功功率；和分别为节点i负荷的有功分量和无功分量；2）节点电压约束：式中，和分别为系统电压约束的上限和下限；取偏离基准电压的10%，取0；3）支路电流约束：式中，为节点i和节点j所在支路的电流幅值，为节点i和节点j所在支路的最大允许电流；为节点i和节点j的电压相位差；4）柔性多状态开关运行约束：
式中，和分别为柔性多状态开关两端注入节点的有功功率，和分别为柔性多状态开关两端注入节点的无功功率，为柔性多状态开关的容量；5）分布式电源运行约束：5）分布式电源运行约束：式中，和分别为分布式电源注入节点的有功功率和无功功率，为分布式电源出力的最小功率因数限制，取。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定恢复配电网离网节点供电所采用的配电网拓扑，具体为：1）基于模拟闭环运行的配电网网络拓扑，确定各个节点的电压，并确定节点m与节点n所在支路平均潮流：：：：式中，S
mn
为节点m到节点n的潮流，S
nm
为节点n到节点m的潮流，P
mn
、Q
mn
分别为节点m到节点n潮流的有功分量和无功分量；2）对节点电压进行升序排序；3）按节点电压由低到高依次获取对应的节点编号，并计算是否需要退运相关支路，依据所述无向图关联矩阵M获取与该节点关联的支路编号及其对应的支路潮流；若将其中潮流小于阈值的支路从模拟闭环运行配电网网络拓扑中退运能够减少网络拓扑的基本回路数，则将该支路退运；4）重复上述步骤1）
‑
步骤3），直至模拟闭环运行的配电网网络拓扑的基本回路数为0，此时得到最终的配电网拓扑。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定恢复负荷的位置和恢复的负荷数量，并按照各级负荷的功率因数确定各级负荷的权重，具体为：
建立负荷恢复模型，引入负荷恢复变量c
i
，其含义为：考虑负荷按重要级别恢复，设存在三个等级的负荷，级别由高到低所包括的节点集合分别为、和，同级别的负荷重要程度相同，引入负荷恢复权重描述节点i负荷的重要性，则可用下列式子确定：可用下列式子确定：可用下列式子确定：可用下列式子确定：式中，D1、D2和D3为权重的具体取值，为节点i负荷的功率因数；以恢复的有功负荷最多为目标，负荷恢复模型的目标函数可表示为：所述负荷恢复模型的节点电压约束为：；式中，和均设置为偏离基准电压的10%。6.一种考虑网络重构的配电网供电恢复系统，其特征在于，包括：配电网信息确定单元，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛志鹏，黄志强，孙建军，查晓明，黄萌，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：