一种含微电网的配电网供电恢复方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种含微电网的配电网供电恢复方法及系统，该方法包括：获取配电网区域网络结构及负荷信息；分析配电网孤岛划分要求；基于孤岛划分要求建立孤岛划分模型，搭建配电网孤岛划分目标函数，建立约束条件；结合专家经验和熵权法确定模型中目标函数各权重指标，得到合理精准的孤岛划分模型；通过智能算法对孤岛划分模型解，实现配电网各区域网络的孤岛划分，充分发挥微电网支撑配电网供电能力。本发明专利技术可在配电网发生严重故障情况下，基于优先保障重要负荷、便于故障恢复后重新接入原则，通过配电网孤岛划分模型，将配电网区域主动解列为若干个独立的孤岛，以此保障配电网负荷的不间断供电，从而提升配电网故障恢复的快速性和可靠性。和可靠性。和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种含微电网的配电网供电恢复方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统调控领域，具体是一种含微电网的配电网供电恢复方法及系统。

技术介绍

[0002]电力系统包括发电、输电和配电等环节，配电网是电力系统面向终端用户的关键环节，起着分配电能的作用，对保障社会经济发展和人民幸福生活具有重要意义。社会不断发展，工业、交通、医疗等重点行业对于供电可靠性要求不断提升，而配电网具有结构复杂多变、分支多等特点，易发生故障，故障引起的供电中断会给社会带来经济损失、甚至危机生命安全。相比于过去，虽然配电网建设取得了较大进步，通过引入一系列的保护策略及装置极大降低了配电网故障发生的概率，但相比于发达国家仍存在不小的差距，并不能完全杜绝故障的发生。与此同时，过去过分依赖化石能源导致能源短缺问题和环境污染问题的不断严峻，光伏、风电等分布式可再生清洁能源发电技术孕育而生；但分布式能源易受天气外界环境影响，具有间歇性、波动性等特征，难以持续保证供电可靠性。
[0003]针对以上问题，微电网提供了解决方案。微电网指将不同分布式能源与负荷、储能设备组合成一个单独小系统，进行统一控制和调度，微电网既可以与大电网并网运行，又可在大电网出现故障时迅速解列离网，实现孤岛运行，保证重要负荷不间断供电。但配电网本身结构复杂，接入微电网的配电网结构更加复杂，并且配电网供电恢复本身就是多目标、多约束非线性问题。因此，基于微电网接入配电网的影响，制定包含微电网的配电网供电恢复方案，保障重要负荷不间断供电，同时尽可能恢复更多负荷，缩小故障影响范围，具有重要的经济意义和现实意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种含微电网的配电网供电恢复方法及系统，可在配电网发生严重故障情况下，基于优先保障重要负荷、便于故障恢复后重新接入原则，通过配电网孤岛划分模型，将配电网区域网络主动解列为若干个独立的孤岛，以此保障配电网负荷的不间断供电，从而提升了配电网故障恢复的快速性和可靠性，具有重要学术意义和工程实用价值。
[0005]一种含微电网的配电网供电恢复方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、获取配电网区域网络结构及负荷信息；
[0007]步骤二、分析配电网孤岛划分要求；
[0008]步骤三、针对步骤一获取的电网区域网络结构及负荷信息，基于步骤二获得的孤岛划分要求建立孤岛划分模型，搭建孤岛划分模型的目标函数以及目标函数约束条件；
[0009]步骤四、结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标，得到合理精准的孤岛划分模型；
[0010]步骤五、通过智能算法对步骤四所得孤岛划分模型求解，实现配电网各区域网络
的孤岛划分。
[0011]进一步的，步骤一获取配电网区域网络结构及负荷信息，具体包括：获取含微电网的配电网各区域网络拓扑结构、每个节点下的负荷功率及重要程度、各支路阻抗、微电网和分布式电源的接入点位置以及发电出力大小，根据重要程度将负荷分为一类负荷M1＝{1,2,
…
,m1}、二类负荷M2＝{1,2,
…
,m2}和三类负荷M3＝{1,2,
…
,m3}。
[0012]进一步的，步骤二分析配电网孤岛划分要求时考虑以下因素：
[0013]1)尽可能恢复更多负荷量，以缩小故障影响范围，；
[0014]2)优先保障非故障区域重要负荷；
[0015]3)尽可能减少开关动作以方便孤岛重新接入；
[0016]4)每个孤岛内需要至少一个具有黑启动能力的微电网，并不能仅含分布式电源；
[0017]5)孤岛内满足有功功率平衡、节点电压和支路容量约束；
[0018]6)配电网网络拓扑始终保持辐射式结构，孤岛划分不改变原有网络结构。
[0019]进一步的，步骤三中搭建的孤岛划分模型的目标函数为：
[0020][0021]式中，θ1、θ2、θ3、θ4分别表示一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作权重系数；R
Li
表示负荷Li是否包含在孤岛范围内，1表示已包含，0表示未包含；P
Li
表示负荷Li的有功功率；P
SLi
为区域内所有同等级负荷的有功功率之和；N为区域内分段支路数量，K
i
表示现有状态，0表示断开状态，1表示闭合状态，K
i0
表示现有开关状态；
[0022]目标函数的约束条件如下：
[0023]1)孤岛功率平衡约束：
[0024]孤岛划分时线路损耗不可忽略，孤岛内电源出力总容量需满足下式：
[0025][0026]式中，表示孤岛内各电源出力；表示孤岛内负荷总需求；表示线损；
[0027]2)节点电压约束：
[0028]u
i,min
≤u
i
≤u
i,max
ꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0029]节点电压需在电压运行范围内，不能越限；
[0030]3)支路容量约束：
[0031]S
i
≤S
i,max
ꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0032]各支路容量不能超过支路的最大允许值；
[0033]4)孤岛内电源类型约束：
[0034]孤岛内须包含至少一个微电网，不能仅包含分布式电源。
[0035]进一步的，步骤四结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标，得到合理精准的孤岛划分模型，具体包括：
[0036]1)各专家对各孤岛划分指标重要程度进行打分,Aij表示i专家对j指标的打分；
[0037]2)针对专家打分进行归一化操作，公式如下：
[0038][0039]3计算各专家针对同样指标打分的权重，P
ij
表示i专家针对j指标打分在所有专家打分中的占比：
[0040][0041]4)计算指标冗余度：
[0042][0043]根据公式(7)计算目标函数中一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作次数四个指标的冗余度；
[0044]5)根据步骤4)中计算得到的四个指标的冗余度，最终确定孤岛划分模型的指标权重系数：
[0045][0046]一种含微电网的配电网供电恢复系统，包括：
[0047]信息获取模块，用于获取配电网区域网络结构及负荷信息；
[0048]划分要求分析模块，用于分析配电网孤岛划分要求；
[0049]划分模型建立模块，用于针对信息获取模块获取的电网区域网络结构及负荷信息，基于划分要求分析模块获得的孤岛划分要求建立孤岛划分模型，搭建孤岛划分模型的目标函数以及目标函数约束条件；
[0050]权重指标确定模块，用于结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标，得到合理精准的孤岛划分模型；
[0051]模型求解模块，用于通过智能算法对步骤四所得孤岛划分模型求解，实现配电网各区域网络的孤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含微电网的配电网供电恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、获取配电网区域网络结构及负荷信息；步骤二、分析配电网孤岛划分要求；步骤三、针对步骤一获取的电网区域网络结构及负荷信息，基于步骤二获得的孤岛划分要求建立孤岛划分模型，搭建孤岛划分模型的目标函数以及目标函数约束条件；步骤四、结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标，得到合理精准的孤岛划分模型；步骤五、通过智能算法对步骤四所得孤岛划分模型求解，实现配电网各区域网络的孤岛划分。2.如权利要求1所述的含微电网的配电网供电恢复方法，其特征在于：步骤一获取配电网区域网络结构及负荷信息，具体包括：获取含微电网的配电网各区域网络拓扑结构、每个节点下的负荷功率及重要程度、各支路阻抗、微电网和分布式电源的接入点位置以及发电出力大小，根据重要程度将负荷分为一类负荷M1＝{1,2,
…
,m1}、二类负荷M2＝{1,2,
…
,m2}和三类负荷M3＝{1,2,
…
,m3}。3.如权利要求2所述的含微电网的配电网供电恢复方法，其特征在于：步骤二分析配电网孤岛划分要求时考虑以下因素：1)尽可能恢复更多负荷量，以缩小故障影响范围，；2)优先保障非故障区域重要负荷；3)尽可能减少开关动作以方便孤岛重新接入；4)每个孤岛内需要至少一个具有黑启动能力的微电网，并不能仅含分布式电源；5)孤岛内满足有功功率平衡、节点电压和支路容量约束；6)配电网网络拓扑始终保持辐射式结构，孤岛划分不改变原有网络结构。4.如权利要求3所述的含微电网的配电网供电恢复方法，其特征在于：步骤三中搭建的孤岛划分模型的目标函数为：式中，θ1、θ2、θ3、θ4分别表示一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作权重系数；R
Li
表示负荷Li是否包含在孤岛范围内，1表示已包含，0表示未包含；P
Li
表示负荷Li的有功功率；P
SLi
为区域内所有同等级负荷的有功功率之和；N为区域内分段支路数量，K
i
表示现有状态，0表示断开状态，1表示闭合状态，K
i0
表示现有开关状态；目标函数的约束条件如下：1)孤岛功率平衡约束：孤岛划分时线路损耗不可忽略，孤岛内电源出力总容量需满足下式：式中，表示孤岛内各电源出力；表示孤岛内负荷总需求；表示线损；2)节点电压约束：u
i,min
≤u
i
≤u
i,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
节点电压需在电压运行范围内，不能越限；3)支路容量约束：S
i
≤S
i,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)各支路容量不能超过支路的最大允许值；4)孤岛内电源类型约束：孤岛内须包含至少一个微电网，不能仅包含分布式电源。5.如权利要求4所述的含微电网的配电网供电恢复方法，其特征在于：步骤四结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标，得到合理精准的孤岛划分模型，具体包括：1)各专家对各孤岛划分指标重要程度进行打分,Aij表示i专家对j指标的打分；2)针对专家打分进行归一化操作，公式如下：3计算各专家针对同样指标打分的权重，P
ij
表示i专家针对j指标打分在所有专家打分中的占比：4)计算指标冗余度：根据公式(7)计算目标函数中一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作次数四个指标的冗余度；5)根据步骤4)中计算得到的四个指标的冗余度，最终确定孤岛划分模型的指标权重系数：6.一种含微电网的配电网供电恢复系统，其特征在于，包括：信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志淳，沈煜，杨帆，胡伟，雷杨，宿磊，闵怀东，陈鹤冲，胡成奕，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：