一种配电网故障恢复控制方法及相关装置制造方法及图纸

技术编号:36694340 阅读:86 留言:0更新日期:2023-02-27 20:04
本发明专利技术实施例公开了一种配电网故障恢复控制方法及相关装置,其中,该方法包括:对配电网当前故障的故障修复时间按故障原因进行时间断面划分;获取时间断面下的每个时间段对应的配电网故障时刻分布式电源、负荷状态参数以及网络结构参数,并建立包含孤岛划分和网络重构的双层规划模型;以每个时间段对应的参数输入双层规划模型,求解得到每个时间段对应的配电网故障恢复方案;最后,根据配电网故障恢复方案,对配电网故障进行恢复控制。本方法可以实现有针对性地对每一个时间阶段的配电网故障进行恢复控制,避免了故障期间由于分布式电源出力波动可能带来的再次故障,可以在配电网故障修复时间内持续重构优化,确保配电网故障恢复方案在整个故障持续区间具有可行性,提升电网韧性。电网韧性。电网韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网故障恢复控制方法及相关装置


[0001]本专利技术涉及电力系统配电网运行控制
,尤其涉及一种配电网故障恢复控制方法及相关装置。

技术介绍

[0002]网络重构作为配电网发生故障时的重要恢复供电的措施,是通过改变分段开关、联络开关的组合状态,即选择用户的供电路径,达到负荷恢复量尽量多、速度尽可能快、网络变动尽可能小的目的。同时,随着近几年分布式能源的快速发展,可以通过孤岛划分的形式由分布式电源独立对一定范围的负荷供电,以达到最大程度恢复非故障区域供电的目的。因此,针对故障点位置的差异,现今对故障恢复策略的研究主要分为三大类:第一类主要是故障发生后,直接利用现有联络开关,运用拓扑动态更新转移非故障区域的负荷至安全线路上,即网络重构,这一类方法的基本思想是综合考虑故障期间的各类成本,如网损、开关操作代价、失负荷损失等,在满足节点电压与支路电流约束、节点功率平衡约束、网络结构约束情况下寻找最优供电恢复路径;第二类主要是故障发生后,由于缺乏联络开关造成部分网络脱离网侧时,通过划分孤岛的方式,利用各类分布式电源对更多的区域重要负荷供电,这一类方法的基本思路是先对网络进行拓扑结构分析,接着在满足孤岛的电气和拓扑约束的条件下寻找合理的供电恢复路径;第三类主要是综合前两种方法,在孤岛划分过程中,网侧的重构方案也随之迭代变化,从而获得全局最优方案。
[0003]有研究采用了综合恢复方法并考虑了供电恢复多时段特性,得到的配电网故障恢复方案提高了配电网运行的效率和可靠性,优先网络重构和优先孤岛划分的策略都能在一定程度上综合考虑对供电恢复的共同作用,但实际上在网络重构与孤岛划分过程中它们互相影响,是无法解耦的,有必要综合考虑综合恢复策略,使得最终供电恢复方案全局最优。现有技术对故障恢复策略的研究仅从故障时刻考虑,缺乏针对故障期间由于分布式电源出力波动可能带来的再次故障进行讨论,或者对于故障期间的动态优化重构时段划分缺乏依据。
[0004]因此,如何考虑在配电网故障修复时间内持续重构优化,确保网络重构方案在整个故障持续区间具有可行性,以达到提升电网韧性的目标,是亟需解决的关键问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种配电网故障恢复控制方法及相关装置,其中相关装置包括一种配电网故障恢复控制装置、计算机设备及存储介质,可以解决现有技术中的在配电网故障修复时间内无法持续重构优化的问题。
[0006]为实现上述目的,本专利技术第一方面提供一种配电网故障恢复控制方法,所述方法包括:
[0007]当所述配电网发生故障时,判断配电网当前故障的故障类别,其中,所述故障类别包括气象因素导致的故障以及非气象因素导致的故障;
[0008]根据所述配电网当前故障的故障类别,确定所述当前故障的故障修复时间;
[0009]对所述故障修复时间进行时间断面划分,获取所述时间断面下的每个时间段对应的配电网故障时刻分布式电源、负荷状态参数以及网络结构参数;其中,所述配电网故障时刻分布式电源包括当前分布式电源出力情况,所述负荷状态参数包括负荷功率需求,以及所述网络结构参数包括分布式电源的在网状态,以及网络各节点在当前时刻的拓扑连接关系;
[0010]建立以网络重构为上层模型和以孤岛划分为下层模型的双层规划模型,以每个时间段对应的配电网故障时刻分布式电源、负荷状态参数以及网络结构参数为所述双层规划模型的输入,求解得到每个时间段对应的配电网故障恢复方案;其中,所述配电网故障恢复方案包括拓扑重构方案和目标函数值;
[0011]根据所述配电网故障恢复方案,向各开关设备发布操作指令,对配电网故障进行恢复控制。
[0012]结合第一方面,在一种可能的实现方式中,上述以孤岛划分为下层模型的目标函数:
[0013]max F
DG
=β1F
DG1
+β2F
DG2

[0014]其中,F
DG
为孤岛层目标函数值;F
DG1
为分布式电源在故障持续期间的等效恢复电量;F
DG2
为孤岛内避免关键负荷失电带来的收益;β1和β2为权重;
[0015]所述孤岛划分的约束条件包括:
[0016][0017]其中,P
DGj
为孤岛内节点j的分布式电源有功出力;P
Lj
为节点j的负荷功率;U
j
为节点j电压幅值大小;U
jmin
和U
jmax
分别为节点j电压幅值的下限和上限;;P
k
为支路k的支路功率;f
j
为孤岛内节点j的频率;f
jmin
和f
jmax
分别为节点j频率的下限和上限。
[0018]结合第一方面,在一种可能的实现方式中,上述以网络重构为上层模型的目标函数为:
[0019]max F
main
=β3F
main1
+β4F
main2
[0020]其中,F
main
为网络重构层目标函数值;F
main1
为故障持续期间的等效恢复电量;F
main2
为故障持续期间避免关键负荷停电带来的经济损失;β3和β4为权重;
[0021]所述网络重构的约束条件包括:
[0022][0023]其中,P
i
、Q
i
分别为节点i注入的有功功率和无功功率;B
ij
为节点i和节点j之间的电导;G
ij
为节点i和节点j之间的电纳;s
t
为t时段内的开关操作次数;S
max
是在周期T内的最大开关操作次数;U
i
为节点i的电压幅值大小;U
imin
和U
imax
分别为节点i电压幅值的下限和上限;θ
ij
为节点i与节点j之间的相角差;λ
ak
为第k条线路在当前情况下的故障率;λ
max
为线路最大允许故障率;P
ij
为支路ij的有功功率值;P
ijmax
为支路ij的有功功率允许最大值;f
i
为节点i的频率大小;f
imin
和f
imax
分别为节点i频率的下限和上限;g为重构策略所得的网络拓扑结构;G为孤岛外网侧所有辐射状网络结构的集合。
[0024]结合第一方面,在一种可能的实现方式中,上述以每个时间段对应的配电网故障时刻分布式电源、负荷状态参数以及网络结构参数为所述双层规划模型的输入,求解得到每个时间段对应的配电网故障恢复方案,包括:
[0025]输入每个时间段对应的配电网故障时刻分布式电源、负荷状态参数以及网络结构参数为所述双层规划模型至所述双层规划模型;
[0026]通过采用广度优先算法对所述下层本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网故障恢复控制方法,其特征在于,所述方法包括:当所述配电网发生故障时,判断配电网当前故障的故障类别,其中,所述故障类别包括气象因素导致的故障以及非气象因素导致的故障;根据所述配电网当前故障的故障类别,确定所述当前故障的故障修复时间;对所述故障修复时间进行时间断面划分,获取所述时间断面下的每个时间段对应的配电网故障时刻分布式电源、负荷状态参数以及网络结构参数;其中,所述配电网故障时刻分布式电源包括当前分布式电源出力情况,所述负荷状态参数包括负荷功率需求,以及所述网络结构参数包括分布式电源的在网状态,以及网络各节点在当前时刻的拓扑连接关系;建立以网络重构为上层模型和以孤岛划分为下层模型的双层规划模型,以每个时间段对应的配电网故障时刻分布式电源、负荷状态参数以及网络结构参数为所述双层规划模型的输入,求解得到每个时间段对应的配电网故障恢复方案;其中,所述配电网故障恢复方案包括拓扑重构方案和目标函数值;根据所述配电网故障恢复方案,向各开关设备发布操作指令,对配电网故障进行恢复控制。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述以孤岛划分为下层模型的目标函数:max F
DG
=β1F
DG1
+β2F
DG2
;其中,F
DG
为孤岛层目标函数值;F
DG1
为分布式电源在故障持续期间的等效恢复电量;F
DG2
为孤岛内避免关键负荷失电带来的收益;β1和β2为权重;所述孤岛划分的约束条件包括:其中,P
DGj
为孤岛内节点j的分布式电源有功出力;P
Lj
为节点j的负荷功率;U
j
为节点j电压幅值大小;U
jmin
和U
jmax
分别为节点j电压幅值的下限和上限;P
k
为支路k的支路功率;f
j
为孤岛内节点j的频率;f
jmin
和f
jmax
分别为节点j频率的下限和上限。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述以网络重构为上层模型的目标函数为:max F
main
=β3F
main1
+β4F
main2
;其中,F
main
为网络重构层目标函数值;F
main1
为故障持续期间的等效恢复电量;F
main2
为故障持续期间避免关键负荷停电带来的经济损失;β3和β4为权重;所述网络重构的约束条件包括:
其中,P
i
、Q
i
分别为节点i注入的有功功率和无功功率;B
ij
为节点i和节点j之间的电导;G
ij
为节点i和节点j之间的电纳;s
t
为t时段内的开关操作次数;S
max
是在周期T内的最大开关操作次数;U
i
为节点i的电压幅值大小;U
imin
和U
imax
分别为节点i电压幅值的下限和上限;θ
ij
为节点i与节点j之间的相角差;λ
ak
为第k条线路在当前情况下的故障率;λ
max
为线路最大允许故障率;P
ij
为支路ij的有功功率值;P
ijmax
为支路ij的有功功...

【专利技术属性】
技术研发人员:张丽李邦源许守东石恒初王建杨远航马红升奚鑫泽欧阳金鑫邢超李银银李铭益彭俊臻周鑫何鑫孟贤唐一恒张碧华党军鹏潘蕊
申请(专利权)人:云南电网有限责任公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:

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