考虑电网与公路网双层优化的孤岛划分恢复方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种考虑电网与公路网双层优化的孤岛划分恢复方法及系统，属电力系统领域，包括步骤

【技术实现步骤摘要】
考虑电网与公路网双层优化的孤岛划分恢复方法及系统


[0001]本专利技术属于电力系统
，具体涉及一种考虑电网与公路网双层优化的孤岛划分恢复方法及系统
。

技术介绍

[0002]高速公路作为一种方便快捷的基础设施，在促进省间联系，促进生产生活中发挥着重要的作用
。
同时，高速公路周围较为空旷，利用高速公路沿线地区，就近开发交通基础设施以及附近丰富自然资源禀赋，建设风机
、
光伏与储能装置
,
构建高速公路自洽能源系统是未来高速公路的一种有效供能方式
。
[0003]在能源转型背景下，自洽能源系统呈现更强的开放性
、
复杂性和不确定性，公路系统沿线分布更广且网架复杂，使得配电网传统可靠性控制策略无法应对极端自然灾害和人为破坏，加之公路网属于我国电网的末端电网，电力系统的支撑性较差，末端电网的脆弱性进一步加重了高速公路网在极端灾害下故障恢复的挑战
。
[0004]在传统配电网中，一旦上级电网发生故障，配电网内的所有设备必须停运，但在含分布式能源的配电网中，失电区域可以通过分布式电源以及储能装置恢复供电
。
因此，进行合理的孤岛划分策略，将故障网与主网之间断开，利用孤岛中分布式电源以及储能装置恢复供电，对提高配电网运行的稳定性和可靠性具有重要意义
。
如今的孤岛划分技术，多数从电网的角度出发，以最大化恢复负荷作为目标，且考虑方面主要集中在城市配电网，没有考虑到高速公路网，以及电网与公路网之间的耦合关系，因此，在极端灾害下高速公路网发生故障时，如何制定合理的孤岛划分策略，提高恢复效率以及负荷量，变得尤为关键
。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种考虑电网与公路网双层优化的孤岛划分恢复方法及系统，用以解决现有如今的孤岛划分技术，多数从电网角度出发，以最大化恢复负荷作为目标，且考虑方面主要集中在城市配电网，没有考虑到高速公路网，以及电网和公路网之间的耦合关系进行孤岛划分的技术问题
。
[0006]为了解决上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种考虑电网与公路网双层优化的孤岛划分恢复方法及系统
。
从电网侧以及公路网侧双层考虑，电网侧从源测出发，通过搜索故障附近是否有分布式电源的存在，确定孤岛大致范围，保证孤岛内含有分布式电源；公路网侧从负荷侧出发，确定每个孤岛包含的节点，考虑交通负荷重要程度，确保重要负荷节点在孤岛内部，保证孤岛间道路的完整性，以满足应急电源车的通行
。
在通过孤岛划分恢复故障的过程中，加入二次调度，提高高速公路网的恢复能力
。
[0007]本专利技术提供了一种考虑电网与公路网双层优化的孤岛划分恢复方法，包括如下步骤：
[0008]步骤
S1
，收集电网侧故障信息与公路网侧路况信息，分别建立电网侧和公路网侧目标函数；
[0009]步骤
S2
，基于获取的所述电网侧故障信息与公路网侧路况信息，进行电网侧和公路网侧孤岛耦合划分，得到孤岛耦合划分范围；
[0010]步骤
S3
，基于所述孤岛耦合划分范围构建目标函数及对应的约束条件，基于所述目标函数及约束条件，获得所述孤岛耦合划分范围内公路网侧最佳应急电源车移动路径和电网侧最大化负荷恢复量，以分别对公路网侧和电网侧供电恢复
。
[0011]进一步地，所述建立电网侧目标函数，包括：
[0012]收集电网侧故障信息，包括分布式电源与储能位置及出力状况
、
故障负荷节点；
[0013]基于所述电网侧故障信息，建立电网侧目标函数，如下：
[0014][0015]其中，
L
代表电网侧全部负荷节点构成的集合，
w
i
代表节点
i
处负荷的权重
,
为0或1变量，取值为
1、0
分别表示负荷恢复和未恢复
,P
i,t
代表
t
时段
i
节点负荷恢复量大小
。
[0016]进一步地，所述建立公路网侧目标函数，包括：
[0017]收集公路网侧路况信息，包括极端天气状况
、
道路通行状况
、
故障负荷节点；
[0018]基于所述公路网侧路况信息，建立公路网侧目标函数，如下：
[0019][0020]其中，
ω
k
为公路网侧故障节点
k
的负荷重要程度，
G
ij
为第
i
辆应急电源车接入第
j
个孤立网络后恢复的负荷集合
,T
ij
为第
i
辆应急电源车在第
j
个孤立网络的供电时间，
t
k,k
‑1为第
k
个故障与第
k
‑1个故障之间的转移时间，
n
为孤立网络的电源车数量，
m
为孤立网络数量，
G
k
为故障负荷节点集合
。
[0021]进一步地，所述进行电网侧和公路网侧孤岛耦合划分，得到孤岛耦合划分范围为：
[0022]从电网侧进行开始孤岛划分，得到电网侧孤岛划分范围；
[0023]基于所述电网侧孤岛划分范围，公路网侧继续进行孤岛耦合划分，得到孤岛耦合划分范围
。
[0024]进一步地，所述从电网侧进行开始孤岛划分，得到电网侧孤岛划分范围包括：
[0025]判断电网侧孤岛内是否含有分布式电源或者储能装置；
[0026]如果电网侧孤岛内含有分布式电源或储能装置，则确定划分电网侧孤岛范围；
[0027]否则，重新进行电网侧孤岛划分调整，扩大孤岛划分范围，直到确保孤岛内部存在分布式电源或储能装置，确定电网侧孤岛划分范围
。
[0028]进一步地，所述基于电网侧孤岛划分范围，公路网侧继续进行孤岛耦合划分，得到孤岛耦合划分范围包括：
[0029]划分公路网侧交通负荷等级，确定公路网侧每个节点的负荷等级；
[0030]基于所述每个节点的负荷等级，将所有重要负荷节点按照就近原则划分到电网侧孤岛划分范围得到孤岛耦合划分范围，同时确定所述孤岛耦合划分范围内道路能够通行，以使孤岛间道路最短，缩短应急电源车通行时间
。
[0031]进一步地，所述构建电网侧和公路网侧目标函数对应的约束条件包括：
[0032]建立应急电源车出力约束；
[0033]建立配电网拓扑约束
、
系统潮流约束和系统安全约束；所述系统安全约束包括运行电压约束和支路容量约束；
[0034]建立配电网的运行约束，包括分布式能源约束和储能约束
。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种考虑电网与公路网双层优化的孤岛划分恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
S1
，收集电网侧故障信息与公路网侧路况信息，分别建立电网侧和公路网侧目标函数；步骤
S2
，基于获取的所述电网侧故障信息与公路网侧路况信息，进行电网侧和公路网侧孤岛耦合划分，得到孤岛耦合划分范围；步骤
S3
，基于所述孤岛耦合划分范围构建目标函数及对应的约束条件，基于所述目标函数及约束条件，获得所述孤岛耦合划分范围内公路网侧最佳应急电源车移动路径和电网侧最大化负荷恢复量，以分别对公路网侧和电网侧供电恢复
。2.
根据权利要求1所述的孤岛划分恢复方法，其特征在于，所述建立电网侧目标函数，包括：收集电网侧故障信息，包括分布式电源与储能位置及出力状况
、
故障负荷节点；基于所述电网侧故障信息，建立电网侧目标函数，如下：其中，
L
代表电网侧全部负荷节点构成的集合，
w
i
代表节点
i
处负荷的权重
,
为0或1变量，取值为
1、0
分别表示负荷恢复和未恢复
,P
i,t
代表
t
时段
i
节点负荷恢复量大小
。3.
根据权利要求2所述的孤岛划分恢复方法，其特征在于，所述建立公路网侧目标函数，包括：收集公路网侧路况信息，包括极端天气状况
、
道路通行状况
、
故障负荷节点；基于所述公路网侧路况信息，建立公路网侧目标函数，如下：其中，
ω
k
为公路网侧故障节点
k
的负荷重要程度，
G
ij
为第
i
辆应急电源车接入第
j
个孤立网络后恢复的负荷集合
,T
ij
为第
i
辆应急电源车在第
j
个孤立网络的供电时间，
t
k,k
‑1为第
k
个故障与第
k
‑1个故障之间的转移时间，
n
为孤立网络的电源车数量，
m
为孤立网络数量，
G
k
为故障负荷节点集合
。4.
根据权利要求3所述的孤岛划分恢复方法，其特征在于，所述进行电网侧和公路网侧孤岛耦合划分，得到孤岛耦合划分范围为：从电网侧进行开始孤岛划分，得到电网侧孤岛划分范围；基于所述电网侧孤岛划分范围，公路网侧继续进行孤岛耦合划分，得到孤岛耦合划分范围
。5.
根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马静，陈会茹，彭诗妮，马鸿霄，王立新，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：