一种分布式配电网故障恢复控制器及其工作方法技术

本发明专利技术涉及分布式配电网故障恢复器领域，具体为一种分布式配电网故障恢复控制器及其工作方法，故障恢复控制器包括多个分布式终端，分布式终端包括信息共享模块

【技术实现步骤摘要】
一种分布式配电网故障恢复控制器及其工作方法


[0001]本专利技术涉及分布式配电网故障恢复领域，具体为一种分布式配电网故障恢复控制器及其工作方法
。

技术介绍

[0002]近年来，社会经济迅速发展，人民生活水平不断提高，使得用户对配电网供电可靠性与安全性提出了更高的要求
。
同时，随着电力体制改革的推进与电力市场化的初步形成，用户体验成为电力公司不可忽视的重要因素，配电网与用户直接相连，其重要性开始为电力建设者所认识，成为电网建设的重要部分
。
[0003]在含分布式电源配电网故障恢复过程中，首先需要采用故障定位技术隔离故障；其次需要考虑系统运行约束
、
拓扑约束
、
负荷恢复量等情况，针对不同故障位置情况采用重构技术或者计划孤岛等方法实现失电负荷的恢复
。
[0004]配电网的电力孤岛划分是在含多电源情况下进行的，当系统发生严重危机的情况下，通过分段开关和联络开关的通断无法实现失电负荷的恢复时， 需要另一种利用分布式电源的配电网失电负荷恢复策略
——
计划孤岛
。
配电网的电力孤岛运行不仅可以提高用户的供电可靠性，而且可以充分的发挥分布式电源的作用
。
[0005]目前的故障恢复控制系统对于集中控制器或主控制器的依赖性较高，经常会因为一处的故障导致整个恢复系统故障或瘫痪；并且，故障恢复控制器的灵活性差，扩展不便，鲁棒性能和故障恢复的效率有待提高
。
[0006]另外，对于孤岛的划分不准确，很大程度上影响了故障恢复的速度；目前的量子粒子群算法存在早熟的问题，收敛性能不佳，搜索效率较低，容易陷入局部最优而不被发现，效率低下
。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种分布式配电网故障恢复控制器及其工作方法，以解决上述的问题
。
[0008]第一方面，本专利技术提供一种分布式配电网故障恢复控制器，故障恢复控制器包括多个分布式终端，所述分布式终端设置在分布式配电网的母线上，所述分布式终端获取所连接母线的电压
、
所连接分布式电源和负荷的参数
、
所连接可控开关的状态信息和电流信息，分布式终端可以控制所连接母线上可控开关的状态；分布式终端包括信息共享模块
、
故障定位和类型判断模块
、
孤岛划分模块
、
孤岛外区域恢复模块；所述信息共享模块
、
故障定位和类型判断模块
、
孤岛划分模块与孤岛外区域恢复模块依次连接；所述信息共享模块，通过动态追踪实现各分布式终端之间信息的完全交互；所述故障定位和类型判断模块，根据分布式终端之间交互的信息快速定位故障位置，并判断故障类型；
所述孤岛划分模块；根据故障位置和类型，故障位置所在母线两段分布式终端控制其两端的可控开关，初步划分孤岛并修正孤岛范围；所述孤岛外区域恢复模块；采用优化的量子粒子群算法实现孤岛外区域的剩余故障恢复
。
[0009]通过动态追踪实现各分布式终端之间信息的完全交互，具体过程如下：分布式终端交互信息的过程如下式所示：；其中，
i=1
，2，
…
，
n
；
n
是分布式终端的数量，代表分布式终端
i
的初始化状态量，表示第
k
次迭代通过分布式终端
i
所获取的状态量，表示第
k+1
次迭代通过分布式终端
i
所获取的状态量，表示第
k
次迭代通过分布式终端
j
所获取的状态量，
a
ij
表示相邻分布式终端
i
和
j
之间信息交换的步长，
R
i
表示与分布式终端
i
直接相邻的分布式终端集合
。
[0010]其中，；式中，
n
i
表示分布式终端
i
相邻的分布式终端数量，
n
j
表示分布式终端
j
相邻的分布式终端数量
。
[0011]所述初步划分孤岛的具体方式如下：尽可能的使切除的负荷总量
f
最小：；其中，
ε
表示可控负荷的比例，
P
Li
表示节点
i
处的负荷，
ε
P
Li
表示在节点
i
处切除的负荷，
M
表示节点数量；以分布式电源为根节点建立功率树
Y
，将出力最大的分布式电源作为根节点，其余分布式电源的出力设为0，功率树
Y
的各树支满足下式：；其中，
Y
k
表示与分布式电源相连的第
k
个节点及其子节点的集合，
P
Li
表示节点
i
处的负荷，
x
i
取值为0或1，当
x
i
取值为1时，节点
i
属于功率树
Y
；当
x
i
取值为0时，节点
i
不属于功率树
Y。
[0012]所述修正孤岛范围的具体步骤如下：计算电压稳定系数
U
j
，依据电压稳定指标
U
调整孤岛范围：；电压稳定指标
U
为支路中电压稳定系数
U
j
的最大值，即：；其中，
P
j
表示注入节点
j
的有功功率，
Q
j
表示注入节点
j
的无功功率，
r
ij
表示支路
ij
的电阻，
x
ij
表示支路
ij
的电抗，
U
i
表示节点
i
的电压
。
[0013]所述优化的量子粒子群算法，具体步骤如下：步骤1，初始化种群参数，包括种群的规模
、
粒子维数和迭代次数；步骤2，计算粒子迭代的平均最优位置
mbest(t)
；；其中，
M
表示种群规模，
pbest
i
表示粒子
i
的历史最优位置；步骤3，将前后两个计算的粒子目标函数值进行对比，若前者大于后者，则更新粒子个体和全局最优值，反之保持；步骤4，根据优化的量子粒子群算法的进化方程更新粒子位置；步骤5，判断是否满足终止条件，若满足终止条件，则判定是否陷入局部收敛，若否，则输出最优解，若是，则不满足终止条件，则返回步骤4；步骤6，判断是否恢复全部负荷供电；若恢复全部负荷供电，则判断是否满本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述故障恢复控制器包括多个分布式终端，所述分布式终端设置在分布式配电网的母线上，所述分布式终端获取所连接母线的电压
、
所连接分布式电源和负荷的参数
、
所连接可控开关的状态信息和电流信息，所述分布式终端控制所连接母线上可控开关的状态；所述分布式终端包括信息共享模块
、
故障定位和类型判断模块
、
孤岛划分模块
、
孤岛外区域恢复模块，所述信息共享模块
、
故障定位和类型判断模块
、
孤岛划分模块与孤岛外区域恢复模块依次连接；所述信息共享模块，通过动态追踪实现各分布式终端之间信息的完全交互；所述故障定位和类型判断模块，根据分布式终端之间交互的信息快速定位故障位置，并判断故障类型；所述孤岛划分模块；根据故障位置和类型，故障位置所在母线两段分布式终端控制其两端的可控开关，初步划分孤岛并修正孤岛范围；所述孤岛外区域恢复模块；采用优化的量子粒子群算法实现孤岛外区域的剩余故障恢复
。2.
根据权利要求1所述的一种分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述信息共享模块，通过动态追踪实现各分布式终端之间信息的完全交互，具体如下：分布式终端交互信息的过程如下式所示：；其中，
i=1
，2，
…
，
n
；
n
是分布式终端的数量，代表分布式终端
i
的初始化状态量，表示第
k
次迭代通过分布式终端
i
所获取的状态量，表示第
k+1
次迭代通过分布式终端
i
所获取的状态量，表示第
k
次迭代通过分布式终端
j
所获取的状态量，
a
ij
表示相邻分布式终端
i
和
j
之间信息交换的步长，
R
i
表示与分布式终端
i
直接相邻的分布式终端集合
。3.
根据权利要求2所述的一种分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，；其中，
n
i
表示分布式终端
i
相邻的分布式终端数量，
n
j
表示分布式终端
j
相邻的分布式终端数量
。4.
根据权利要求1所述的一种分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述初步划分孤岛的具体方式如下：尽可能的使切除的负荷总量
f
最小：
；其中，
ε
表示可控负荷的比例，
P
Li
表示节点
i
处的负荷，
ε
P
Li
表示在节点
i
处切除的负荷，
M
表示节点数量；以分布式电源为根节点建立功率树
Y
，将出力最大的分布式电源作为根节点，其余分布式电源的出力设为0，功率树
Y
的各树支满足下式：；其中，
Y
k
表示与分布式电源相连的第
k
个节点及其子节点的集合，
P
Li
表示节点
i
处的负荷，
x
i
取值为0或1，当
x
i
取值为1时，节点
i
属于功率树
Y
；当
x
i
取值为0时，节点
i
不属于功率树
Y。5.
根据权利要求4所述的一种分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述修正孤岛范围的具体步骤如下：计算电压稳定系数
U
j
，依据电压稳定指标
U
调整孤岛范围：；电压稳定指标
U
为支路中电压稳定系数
U
j
的最大值，即：；其中，
P
j
表示注入节点
j
的有功功率，
Q
j
表示注入节点
j
的无功功率，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡学忠，刘可龙，焦阳，吴昊，杨跃平，曹炯，张建，黄致远，曹松钱，贝斌斌，裴宇豪，朱正航，林生津，张池川，范承宏，
申请(专利权)人：宁波三明电力发展有限公司，
类型：发明
国别省市：