交直流混合配电网故障恢复方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及交直流混合配电网技术领域，具体提供了一种交直流混合配电网故障恢复方法、装置、设备及存储介质，包括：基于交直流混合配电网故障的故障类型确定交直流混合配电网故障的时间尺度；基于交直流混合配电网故障的时间尺度对交直流混合配电网故障进行故障恢复。本发明专利技术提供的技术方案能够实现交直流混合配电网多时间尺度故障恢复，保障配电网安全稳定可靠运行。可靠运行。可靠运行。

【技术实现步骤摘要】
交直流混合配电网故障恢复方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及交直流混合配电网
，具体涉及一种交直流混合配电网故障恢复方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着新型配电系统建设的不断推进，低压配电网中户用光伏和柔性负荷等分布式资源数量激增。由于分布式资源时空分布非确定性强，不同低压台区重载或轻载问题突出，致使配电网的运行效率相对较低。解决上述问题的有效方法之一是把负载率相差大的两个台区通过柔性互联装置连接起来，将交流配电网改造为交直流混合配电网。这样既可以实现不同负载率台区间功率互济，降低配电网升级改造的投资，同时可将低压光伏和柔性负荷接于柔性互联的直流母线上，减少其并网换流次数和能量损耗，提升资源的利用效率。
[0003]然而，相较于传统交流配电网，中低压交直流混合配电网拓扑复杂度增加，故障恢复难度随之增加。现有交直流混合配电网故障恢复技术主要基于传统交流配电网故障恢复方法和基于VSC控制策略两种方式，其中前者多通过调节配电网隔离开关与联络开关，实现网络重构，以达到故障隔离与故障恢复的目的；而后者通过调控VSC控制策略，实现直流线路故障下的故障隔离。上述两种方法可以从一定程度上解决交直流混合配电网的故障恢复问题，然而，由于交直流混合配电网不同位置故障隔离策略及故障恢复时间尺度差异性较大，且不同故障恢复过程中可调控资源种类及其响应时间尺度差异性也较大，因此，需要在已有故障恢复方法基础上，提出涵盖多时间尺度的交直流混合配电网故障恢复方法。

技术实现思路

[0004]为了克服上述缺陷，本专利技术提出了一种交直流混合配电网故障恢复方法、装置、设备及存储介质。
[0005]第一方面，提供一种交直流混合配电网故障恢复方法，所述交直流混合配电网故障恢复方法包括：
[0006]基于交直流混合配电网故障的故障类型确定交直流混合配电网故障的时间尺度；
[0007]基于交直流混合配电网故障的时间尺度对交直流混合配电网故障进行故障恢复。
[0008]优选的，所述基于交直流混合配电网故障的故障类型确定交直流混合配电网故障的时间尺度，包括：
[0009]当交直流混合配电网故障的故障类型为低压直流网络故障时，确定交直流混合配电网故障的时间尺度为短时间尺度；
[0010]当交直流混合配电网故障的故障类型为柔性互联VSC故障、台区变压器故障或交流网络单一短路故障时，确定交直流混合配电网故障的时间尺度为中时间尺度；
[0011]当交直流混合配电网故障的故障类型为交流配电网停电故障时，确定交直流混合配电网故障的时间尺度为长时间尺度。
[0012]进一步的，所述基于交直流混合配电网故障的时间尺度对交直流混合配电网故障
进行故障恢复，包括：
[0013]步骤1当交直流混合配电网故障的时间尺度为短时间尺度时，转至步骤2，当交直流混合配电网故障的时间尺度为中时间尺度时，转至步骤3，当交直流混合配电网故障的时间尺度为长时间尺度时，转至步骤4；
[0014]步骤2闭锁低压台区柔性互联的换流器；
[0015]步骤3根据交直流混合配电网故障的故障类型对交直流混合配电网进行故障隔离，并基于预先构建的第一故障恢复模型对交直流混合配电网进行故障恢复；
[0016]步骤4划分目标孤岛，基于预先构建的第二故障恢复模型、非确定性分布式发电电源、集中型储能、确定性分布式发电电源和/或移动应急储能对交直流混合配电网进行故障恢复。
[0017]进一步的，所述根据交直流混合配电网故障的故障类型对交直流混合配电网进行故障隔离，包括：
[0018]当交直流混合配电网故障的故障类型为柔性互联VSC故障时，断开该VSC与台区变压器之间的隔离开关，同时闭锁退出该VSC；
[0019]当交直流混合配电网故障的故障类型为台区变压器故障时，断开该变压器进线侧与出线侧的隔离开关；
[0020]当交直流混合配电网故障的故障类型为交流网络单一短路故障时，断开故障线路上的隔离开关。
[0021]进一步的，所述基于预先构建的第一故障恢复模型对交直流混合配电网进行故障恢复，包括：
[0022]确定预先构建的第一故障恢复模型的优化变量，并求解预先构建的第一故障恢复模型，得到所述优化变量的最优解；
[0023]基于所述最优解，得到交直流混合配电网故障恢复方案；
[0024]其中，所述优化变量包括下述中的至少一种：中压分布式电源出力、储能出力、联络开关状态、VSC控制策略。
[0025]进一步的，所述预先构建的第一故障恢复模型包括：
[0026]以故障恢复优化目标最大为目标的目标函数、网络运行约束、直流网络运行约束、辐射状网络约束、储能的运行约束及设备运行约束。
[0027]进一步的，所述以故障恢复优化目标最大为目标的目标函数的数学模型如下：
[0028][0029]上式中，F为故障恢复优化目标值，ω
x
为第x个子目标的权重，f
x
为第x个子目标的归一化值，X为子目标总数，其中，所述子目标包括下述中的至少一种：网损、电压偏差、负荷供电恢复量、电网电量不足期望。
[0030]进一步的，所述基于预先构建的第二故障恢复模型、非确定性分布式发电电源、集中型储能、确定性分布式发电电源和/或移动应急储能对交直流混合配电网进行故障恢复，包括：
[0031]步骤401利用非确定性分布式发电电源与集中型储能向目标孤岛供电，直至交直流混合配电网故障恢复，其中，目标孤岛满足网络运行约束、直流网络运行约束和辐射状网
络约束，非确定性分布式发电电源满足设备运行约束，集中型储能满足储能的运行约束，当集中型储能储存的能量达到上限时，控制集中型储能储弃电，当集中型储能储存的能量达到下限时，执行步骤402；
[0032]步骤402利用非确定性分布式发电电源、集中型储能以及确定性分布式发电电源向目标孤岛供电，直至交直流混合配电网故障恢复，其中，目标孤岛满足网络运行约束、直流网络运行约束和辐射状网络约束，非确定性分布式发电电源和确定性分布式发电电源满足设备运行约束，集中型储能满足储能的运行约束，当集中型储能储存的能量达到上限时，控制集中型储能储弃电，当集中型储能储存的能量达到下限时，执行步骤403；
[0033]步骤403利用非确定性分布式发电电源、集中型储能、确定性分布式发电电源及移动应急储能向目标孤岛供电，直至交直流混合配电网故障恢复，其中，当目标孤岛不满足网络运行约束、直流网络运行约束和辐射状网络约束和/或非确定性分布式发电电源和确定性分布式发电电源不满足设备运行约束和/或集中型储能不满足储能的运行约束和/或移动应急储能的能量达到下限时，执行步骤404；
[0034]步骤404确定预先构建的第二故障恢复模型的优化变量，并求解预先构建的第二故障恢复模型，得到所述优化变量的最优解；
[0035]基于所述最优解，得到交直流混合配电网故障恢复方案；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流混合配电网故障恢复方法，其特征在于，所述方法包括：基于交直流混合配电网故障的故障类型确定交直流混合配电网故障的时间尺度；基于交直流混合配电网故障的时间尺度对交直流混合配电网故障进行故障恢复。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于交直流混合配电网故障的故障类型确定交直流混合配电网故障的时间尺度，包括：当交直流混合配电网故障的故障类型为低压直流网络故障时，确定交直流混合配电网故障的时间尺度为短时间尺度；当交直流混合配电网故障的故障类型为柔性互联VSC故障、台区变压器故障或交流网络单一短路故障时，确定交直流混合配电网故障的时间尺度为中时间尺度；当交直流混合配电网故障的故障类型为交流配电网停电故障时，确定交直流混合配电网故障的时间尺度为长时间尺度。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于交直流混合配电网故障的时间尺度对交直流混合配电网故障进行故障恢复，包括：步骤1当交直流混合配电网故障的时间尺度为短时间尺度时，转至步骤2，当交直流混合配电网故障的时间尺度为中时间尺度时，转至步骤3，当交直流混合配电网故障的时间尺度为长时间尺度时，转至步骤4；步骤2闭锁低压台区柔性互联的换流器；步骤3根据交直流混合配电网故障的故障类型对交直流混合配电网进行故障隔离，并基于预先构建的第一故障恢复模型对交直流混合配电网进行故障恢复；步骤4划分目标孤岛，基于预先构建的第二故障恢复模型、非确定性分布式发电电源、集中型储能、确定性分布式发电电源和/或移动应急储能对交直流混合配电网进行故障恢复。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据交直流混合配电网故障的故障类型对交直流混合配电网进行故障隔离，包括：当交直流混合配电网故障的故障类型为柔性互联VSC故障时，断开该VSC与台区变压器之间的隔离开关，同时闭锁退出该VSC；当交直流混合配电网故障的故障类型为台区变压器故障时，断开该变压器进线侧与出线侧的隔离开关；当交直流混合配电网故障的故障类型为交流网络单一短路故障时，断开故障线路上的隔离开关。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于预先构建的第一故障恢复模型对交直流混合配电网进行故障恢复，包括：确定预先构建的第一故障恢复模型的优化变量，并求解预先构建的第一故障恢复模型，得到所述优化变量的最优解；基于所述最优解，得到交直流混合配电网故障恢复方案；其中，所述优化变量包括下述中的至少一种：中压分布式电源出力、储能出力、联络开关状态、VSC控制策略。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预先构建的第一故障恢复模型包括：以故障恢复优化目标最大为目标的目标函数、网络运行约束、直流网络运行约束、辐射
状网络约束、储能的运行约束及设备运行约束。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述以故障恢复优化目标最大为目标的目标函数的数学模型如下：上式中，F为故障恢复优化目标值，ω
x
为第x个子目标的权重，f
x
为第x个子目标的归一化值，X为子目标总数，其中，所述子目标包括下述中的至少一种：网损、电压偏差、负荷供电恢复量、电网电量不足期望。8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于预先构建的第二故障恢复模型、非确定性分布式发电电源、集中型储能、确定性分布式发电电源和/或移动应急储能对交直流混合配电网进行故障恢复，包括：步骤401利用非确定性分布式发电电源与集中型储能向目标孤岛供电，直至交直流混合配电网故障恢复，其中，目标孤岛满足网络运行约束、直流网络运行约束和辐射状网络约束，非确定性分布式发电电源满足设备运行约束，集中型储能满足储能的运行约束，当集中型储能储存的能量达到上限时，控制集中型储能储弃电，当集中型储能储存的能量达到下限时，执行步骤402；步骤402利用非确定性分布式发电电源、集中型储能以及确定性分布式发电电源向目标孤岛供电，直至交直流混合配电网故障恢复，其中，目标孤岛满足网络运行约束、直流网络运行约束和辐射状网络约束，非确定性分布式发电电源和确定性分布式发电电源满足设备运行约束，集中型储能满足储能的运行约束，当集中型储能储存的能量达到上限时，控制集中型储能储弃电，当集中型储能储存的能量达到下限时，执行步骤403；步骤403利用非确定性分布式发电电源、集中型储能、确定性分布式发电电源及移动应急储能向目标孤岛供电，直至交直流混合配电网故障恢复，其中，当目标孤岛不满足网络运行约束、直流网络运行约束和辐射状网络约束和/或非确定性分布式发电电源和确定性分布式发电电源不满足设备运行约束和/或集中型储能不满足储能的运行约束和/或移动应急储能的能量达到下限时，执行步骤404；步骤404确定预先构建的第二故障恢复模型的优化变量，并求解预先构建的第二故障恢复模型，得到所述优化变量的最优解；基于所述最优解，得到交直流混合配电网故障恢复方案；其中，所述优化变量包括下述中的至少一种：非确定性分布式发电、集中型储能出力、确定性分布式发电、移动应急储能出力。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预先构建的第二故障恢复模型包括：以可恢复供电负荷量最大和分解子网数目最小为目标的目标函数、网络运行约束、直流网络运行约束、辐射状网络约束、储能的运行约束及设备运行约束。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述以可恢复供电负荷量最大和分解子网数目最小为目标的目标函数的数学模型如下：min N
上式中，F1为恢复供电负荷量，Ω(y)为节点y所在区域子网，λ
y
为节点y负荷恢复系数，取值为0和1，当其为0时，表示负荷未恢复，当其为1时，表示供电恢复，ω
y
为节点y负荷重要程度，P
y
为节点y负荷功率，Y为子网内节点数，N为分解子网数目。11.一种交直流混合配电网故障恢复装置，其特征在于，所述装置包括：确定模块，用于基于交直流混合配电网故障的故障类型确定交直流混合配电网故障的时间尺度；故障恢复模块，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，刘科研，贾东梨，叶学顺，李昭，杨赫，徐晶，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网天津市电力公司，
类型：发明
国别省市：