一种含电动汽车辅助的馈电线路自主负荷恢复方法技术

本发明专利技术公开了一种含电动汽车辅助的馈电线路自主负荷恢复方法，所述方法包括：首先对馈电线路上的相应元件进行建模，包括馈线断路器单元、分段器单元、负荷单元、可再生能源单元、电动汽车聚合单元、供电恢复服务单元；然后确定电动汽车和分布式能源辅助馈电线路故障恢复服务的策略，减少故障馈电线路上非故障段电力用户的停电时间。本发明专利技术提高了馈线级的应变能力，实现了敏捷响应和恢复；通过实时的自我重构策略，能够应对单一和随后的级联事件，并在故障之前及故障期间获得更高的恢复能力。并在故障之前及故障期间获得更高的恢复能力。并在故障之前及故障期间获得更高的恢复能力。

【技术实现步骤摘要】
一种含电动汽车辅助的馈电线路自主负荷恢复方法


[0001]本专利技术涉及中低压电网弹性增强领域，尤其涉及一种含电动汽车(Electrical Vehicles,EVs)辅助的馈电线路自主负荷恢复方法。

技术介绍

[0002]强健的电网弹性能力表现在增强电网韧性以降低故障带来的损失、将故障限制在电网内部、中断后迅速恢复正常运行。高影响低概率(High Impact and Low Probability,HILP)事件，可能会在整个能源领域造成显著的技术和经济损失。因此，电力公司提高对HILP事件的重视程度，并通过有效的策略，在HILP灾难之前、期间和之后最大限度地综合利用现代电网资源和灵活服务，减少终端客户的停电时间。
[0003]配电网络弹性研究和相应解决方案可分为单节点改进或集体(馈线)级改进；可以在三个不同的时间段内采取增强电网弹性的措施：
[0004](1)事件前系统规划：包括事件发生前的预防措施，如通过安装新设备加强网格和基础设施，这些行动增强了基础设施的韧性。
[0005](2)事件期间系统运行：触发纠正措施以避免大面积断电，纠正措施旨在通过快速响应和快速隔离故障区域来抑制可能的级联事故，减小故障影响范围。
[0006](3)事件后供电服务恢复(Service Restoration,SR)：在故障隔离完毕后，通过对电网内一切现代电力资源的统一调度，尽快恢复受故障影响停电的非故障区域，减少用户的停电时间，降低潜在的经济损失。
[0007]目前用于增强电网弹性恢复的技术的有如下问题：只能用于应对确定可以实现自愈的偶发事件，而不是针对极端的HILP事件；在电网恢复过程中，仅考虑了从相邻馈线中调度电力，而其他现代化电力资源(如电动汽车)对恢复能力的正面影响没有得到适当的考虑；目前的电网恢复算法多适用于单向电流流动的无源分布式电网，这种算法只依赖于相邻馈线提供的备用容量，因此与使用本地电网相比，代价更高。总的来看，现有配电网弹性恢复技术大都没有对位于故障馈线健康段的内部资源进行有效利用。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种含电动汽车辅助的馈电线路自主负荷恢复方法。
[0009]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种含电动汽车辅助的馈电线路自主负荷恢复方法，包括以下步骤：
[0010](1)面向有源径向馈电线路设备的运行特性进行分析建模，包括馈线断路器单元(Feeder Breaker Unit，FBU)、分段器单元(Segment Unit，SU)、负荷单元(Load Uni t，LU)、可再生能源单元(Di stributed Renewable Energy Unit，DERU)、电动汽车聚合单元(Electric Vehicle Aggregation Unit，EVAU)、供电恢复服务单元(power supply Service Recovery Uni t，SRU)；
[0011](2)馈电线路发生故障时，所述馈线断路器单元FBU和供电恢复服务单元SRU调度与该线路正常部分母线相连的可再生能源单元DERU和电动汽车聚合单元EVAU，以降低用户停电时间，协助负荷自主恢复。
[0012]进一步地，所述步骤(1)具体包括：
[0013]所述馈线断路器单元FBU位于变电站内，包括重合闸过流继电器、电流互感器、测量计算模块和通信模块；所述测量计算模块用于实时测量计算馈线变压器TR的备用电流容量RCC，所述通信模块用于实时向故障恢复服务单元发送计算得到的备用电流容量RCC和向可再生能源单元DERU和电动汽车聚合单元EVAU发布“故障处理”信息；所述馈线断路器单元FBU用于计算和报告馈线的备用电流容量RCC；在备用电流容量RCC计算中，馈电变压器容量FTC和馈线变压器TR二次侧电流的模型为:
[0014][0015]其中，RCC
i,t
表示t时刻馈线i的储备电流容量，FTC
i
表示馈线i上的变压器容量，表示馈线i上变压器二次侧额定电压，表示t时刻馈线i上变压器二次侧额定电流，下标s均表示额定值。
[0016]所述分段器单元SU由电流继电器、电流互感器和通信模块组成；所述通信模块用于向馈线断路器单元FBU发布的“发现”和“隔离”信息和接收馈线断路器单元FBU发布的“故障处理”指令，以及将线路过流情况传递给馈线断路器单元FBU；所述分段器单元SU用于检测线路过流情况并将信息传递，并通过远程遥控来隔离检测到的故障；有源径向馈电线路中电流双向流动，在线路的每段两端均装配分段器单元SU，当线路电流出现过流或反向时，继电器断开并将故障信息上传至馈线断路器单元FBU，模型为：
[0017]或
[0018]其中，和分别表示t时段馈线i中第k个分段器单元SU所在位置电流的幅值和相角，r为电流互感器原副边之比，且有r＞1；表示馈线i中第k个分段器单元SU中电流继电器的整定电流，N表示额定整定电流。
[0019]所述负荷单元LU连接的母线覆盖整个智能小区，采用ZIP负荷模型，用来描述负载的有功和无功功率，ZIP负荷模型为：:
[0020][0021][0022]其中，P
b,t
和分别表示t时刻各母线上的有功功率和初始值，Q
b,t
和分别表示t时刻各母线上的无功功率和初始值，V
b,t
和分别表示t时刻各母线上的电压和初始值，下标b均表示负荷单元电气参数；(Z
p
，I
p
，P
p
)和(Z
q
，I
q
，P
q
)分别表示ZIP模型的有功负荷系数和无功负荷系数。
[0023]所述可再生能源单元DERU是指风光发电单元，配有远程自动执行的断路器，在收到馈线故障信号后负责将可再生能源单元DERU从馈线中断开，在收到“重新连接”信号后将可再生能源单元DERU重新并网，并网功率有以下模型约束：
[0024][0025]其中，和分别表示可再生能源单元DERU并网功率的上限和下限，P
DER,t
表示t时段内可再生能源单元DERU的并网功率。
[0026]所述电动汽车聚合单元EVAU是负责控制电动汽车聚合的实体设施，包括各充电桩、通信遥控模块和数据处理中心；其中，所述通信遥控模块用于接收馈线断路器单元FBU传来的指令和控制连接在充电桩上的电动汽车向电网供电，并实时向故障恢复服务单元发送电动汽车聚合单元EVAU的可用容量；所述数据处理中心用于实时计算电动汽车聚合单元的可用容量，并通过通信遥控模块向故障恢复服务单元发送计算结果；所述电动汽车聚合单元EVAU与电网中的其他智能设备进行通信，以远程控制所在区域的电动汽车充电桩，通过改变电动汽车的聚集系数，将聚合的电动汽车负荷分布反映在ZIP负荷模型中，有“正常”和“调度”两种状态；一次故障恢复服务结束后，根据各电动汽车提供的恢复容量进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含电动汽车辅助的馈电线路自主负荷恢复方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：(1)面向含电动汽车辅助的有源径向馈电线路元件进行分析建模，所述有源径向馈电线路元件包括馈线断路器单元FBU、分段器单元SU、负荷单元LU、可再生能源单元DERU、电动汽车聚合单元EVAU和供电恢复服务单元SRU；(2)馈电线路发生故障时，所述馈线断路器单元FBU和供电恢复服务单元SRU调度与该线路正常部分母线相连的可再生能源单元DERU和电动汽车聚合单元EVAU，以降低用户停电时间，协助负荷自主恢复。2.根据权利要求1所述的含电动汽车辅助的馈电线路自主负荷恢复方法，其特征在于，所述步骤(1)中面向馈线断路器单元FBU进行分析建模具体包括：所述馈线断路器单元FBU位于变电站内，包括重合闸过流继电器、电流互感器、测量计算模块和通信模块；所述测量计算模块用于实时测量计算馈线变压器TR的备用电流容量RCC，所述通信模块用于实时向故障恢复服务单元发送计算得到的备用电流容量RCC和向可再生能源单元DERU和电动汽车聚合单元EVAU发布“故障处理”信息；所述馈线断路器单元FBU用于计算和报告馈线的备用电流容量RCC；在备用电流容量RCC计算中，馈电变压器容量FTC和馈线变压器TR二次侧电流的模型为：其中，RCC
i,t
表示t时刻馈线i的储备电流容量，FTC
i
表示馈线i上的变压器容量，表示馈线i上变压器二次侧额定电压，表示t时刻馈线i上变压器二次侧额定电流，下标s均表示额定值。3.根据权利要求1所述的含电动汽车辅助的馈电线路自主负荷恢复方法，其特征在于，所述步骤(1)中面向分段器单元SU进行分析建模具体包括：所述分段器单元SU由电流继电器、电流互感器和通信模块组成；所述通信模块用于向馈线断路器单元FBU发布的“发现”和“隔离”信息和接收馈线断路器单元FBU发布的“故障处理”指令，以及将线路过流情况传递给馈线断路器单元FBU；所述分段器单元SU用于检测线路过流情况并将信息传递，并通过远程遥控来隔离检测到的故障；有源径向馈电线路中电流双向流动，在线路的每段两端均装配分段器单元SU，当线路电流出现过流或反向时，继电器断开并将故障信息上传至馈线断路器单元FBU，模型为：或其中，和分别表示t时段馈线i中第k个分段器单元SU所在位置电流的幅值和相角，r为电流互感器原副边之比，且有r＞1；表示馈线i中第k个分段器单元SU中电流继电器的整定电流，N表示额定整定电流。4.根据权利要求1所述的含电动汽车辅助的馈电线路自主负荷恢复方法，其特征在于，所述步骤(1)中面向负荷单元LU进行分析建模具体包括：所述负荷单元LU连接的母线覆盖整个智能小区，采用ZIP负荷模型，用来描述负载的有
功和无功功率，ZIP负荷模型为：:功和无功功率，ZIP负荷模型为：:其中，P
b,t
和分别表示t时刻各母线上的有功功率和初始值，Q
b,t
和分别表示t时刻各母线上的无功功率和初始值，V
b,t
和分别表示t时刻各母线上的电压和初始值，下标b均表示负荷单元电气参数；(Z
p
，I
p
，P
p
)和(Z
q
，I
q
，P
q
)分别表示ZIP模型的有功负荷系数和无功负荷系数。5.根据权利要求1所述的含电动汽车辅助的馈电线路自主负荷恢复方法，其特征在于，所述步骤(1)中面向可再生能源单元DERU进行分析建模具体包括：所述可再生能源单元DERU是指风光发电单元，配有远程自动执行的断路器，在收到馈线故障信号后负责将可再生能源单元DERU从馈线中断开，在收到“重新连接”信号后将可再生能源单元DERU重新并网，并网功率有以下模型约束：其中，和分别表示可再生能源单元DERU并网功率的上限和下限，P
DER,t
表示t时段内可再生能源单元DERU的并网功率。6.根据权利要求1所述的含电动汽车辅助的馈电线路自主负荷恢复方法，其特征在于，所述步骤(1)中面向电动汽车聚合单元EVAU进行分析建模具体包括：所述电动汽车聚合单元EVAU是负责...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦斌，蔡娟，杜冲，吕音谊，郭创新，孙彬，张思敏，李操，廖星，方晓明，吴尚，汪森，陈军，李杭州，陈情，马林，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司黄冈供电公司，
类型：发明
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