【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有源配电系统，尤其是一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法。
技术介绍
1、随着推动能源革命、建设能源强国步伐的加快，我国对供电可靠性提出了更高的要求。由于配电网规模庞大、结构复杂，一旦发生故障可能会导致较大范围的停电，极大影响了供电的可靠性。在极端故障下快速实现分布式供电恢复是提高供电可靠性的重要手段。
2、近年来，为适应能源与环境的发展需求，大量的分布式电源接入配电网。针对配电网故障后的完全失电问题，可充分利用配电网中的分布式电源，采用孤岛运行的方式来迅速实现供电恢复，减小停电损失。
3、目前，大多数供电恢复方法采用集中式算法，其通过采集配电网全局的信息进行计算。集中式供电恢复算法存在的问题是：需要故障后所有节点均与主机建立通讯，对配电网通信完好性依赖大；其计算复杂度随着配电网规模的扩大呈指数级增长，极为依赖主机的性能和可靠性；另外，有时出于隐私以及安全方面的考虑而难以获取全局的详细信息，此时不适合采用集中式算法。分布式供电恢复算法是在此背景上衍生出的一种仅需采集本地信息和相邻区域通讯就可以实现供电恢复的算法。由于分布式供电恢复算法只需本地信息，降低了控制变量的维度，从而减少了通信的数据量和计算负担；并且，当系统出现极端故障时，无法保证所有节点均可以与主机建立通讯，而分布式供电恢复算法只需与相邻区域通讯便可完成供电恢复。
4、现有关于分布式供电恢复算法通常采用多代理技术来实现分布式供电恢复。多代理技术需要事先确定代理节点，对配电网络拓扑变化的适应能力不足；且还需要考虑各
5、针对供电恢复过程中的时序问题，需要在供电恢复模型中考虑开关动作的时间，协调开关动作次序和区域恢复次序，优化分布式电源的出力曲线和负荷曲线，在减小计算负担的前提下尽可能使负荷恢复量最大。同时，供电恢复过程中应边计算边执行开关动作的命令，以减少等待计算完成的时间。因此，目前迫切需要一种能够快速有效求解有源配电网分布式供电恢复策略的模型，以完成极端故障下配电网的分布式供电恢复。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，在保证恢复效果的基础上减小计算负担，协调开关动作次序和区域恢复次序，优化分布式电源的出力曲线和负荷曲线，在减小计算负担的前提下尽可能使负荷恢复量最大。
2、本专利技术解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
3、一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，包括以下步骤：
4、步骤1、根据选定的有源配电系统，将有源配电系统按照开关位置划分为不同子区域，并输入有源配电系统参数信息及admm算法的收敛阈值，该收敛阈值包括粗略收敛阈值与精确收敛阈值；
5、步骤2、根据有源配电系统参数信息，建立一个时段供电恢复方案的优化模型；
6、步骤3、构建适用于供电恢复策略求解的admm算法，将粗略收敛阈值作为admm算法的收敛阈值，每个子区域内部的控制器根据适用于供电恢复策略求解的admm算法，与相邻子区域进行通讯，交互边界支路信息，迭代求解步骤2构建的一个时段供电恢复方案的优化模型，得到粗略的供电恢复完成时刻恢复方案；
7、步骤4、对比网络初始状态的拓扑结构与步骤3得到的粗略的供电恢复完成的时刻恢复方案，得到从初始状态过渡到供电恢复最终状态需要闭合的开关数量，按照每个供电恢复阶段只能动作一个开关的原则，确定完成供电恢复所需要的阶段数；
8、步骤5、从供电恢复第1阶段开始，依次确定每个供电恢复阶段的开关动作方案；
9、步骤6、从供电恢复第1阶段开始，依次求解每个供电恢复阶段的恢复方案：构建当前阶段的供电恢复模型，将精确收敛阈值作为admm算法的收敛阈值，每个子区域内部的控制器利用步骤3构建的适用于供电恢复策略求解的admm算法，与相邻子区域进行通讯，交互边界支路信息，求解当前阶段的供电恢复模型，得到该阶段的供电恢复方案，该阶段的供电恢复方案包括负荷恢复情况、分布式电源出力情况；
10、步骤7、在计算完成步骤5的第1阶段的恢复方案后，执行第一阶段的恢复方案，并继续计算下一阶段的控制方案；从第2阶段开始，在执行完上一阶段的恢复方案且计算完本阶段的恢复方案后，执行本阶段的恢复方案；当所有阶段的恢复方案执行完毕，有源配电系统完成极端故障下的供电恢复。
11、进一步，所述有源配电系统参数信息包括：各子区域的线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，节点电压上限与下限、开关打开时两端允许的最大电压平方差额、线路容量极限，可控的分布式电源的类型、接入位置、容量、有功出力极限和无功出力极限。
12、进一步，所述步骤1划分不同子区域的方法为：将节点划分为两类：与开关连接的边界节点和不与开关连接的内部节点；边界节点包围内部节点形成子区域，在子区域内部不出现开关的前提下，子区域数量最少的划分方案作为有源配电系统的子区域划分方案。
13、进一步，所述步骤2建立的优化模型包括：设定负荷价值损失最小为目标函数，采用线性化的安全运行约束、潮流约束、分布式电源运行约束和拓扑约束作为约束条件，其中：
14、所述负荷价值损失最小为目标函数表示如下：
15、
16、式中，ωz表示子区域z内节点的集合；表示节点i有功负荷的总量；ei表示节点i负荷的荷重要度权重值，li为节点i的负荷损失率，表示节点i未恢复的负荷在所有负荷中所占比例；
17、所述线性化的安全运行约束、潮流约束、分布式电源运行约束和拓扑约束表示如下：
18、
19、
20、ui-uj＝2(rijpij+xijqij),i∈ωz∩ωin
21、
22、
23、
24、
25、
26、
27、
28、
29、
30、
31、
32、
33、
34、式中，ωi,p表示节点i的父节点的集合；phi表示从节点h流向节点i的有功功率；表示节点i的分布式电源注入的有功功率；ωi,c表示节点i的子节点的集合；pij表示从节点i流向节点j的有功功率；表示节点i负荷的有功功率；qhi表示节点h流向节点i的无功功率；表示节点i的分布式电源注入的无功功率；qij表示从节点i流向节点j的无功功率；表示节点i负荷的无功功率；ui表示节点i的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述有源配电系统参数信息包括：各子区域的线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，节点电压上限与下限、开关打开时两端允许的最大电压平方差额、线路容量极限，可控的分布式电源的类型、接入位置、容量、有功出力极限和无功出力极限。
3.根据权利要求1所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述步骤1划分不同子区域的方法为：将节点划分为两类：与开关连接的边界节点和不与开关连接的内部节点；边界节点包围内部节点形成子区域，在子区域内部不出现开关的前提下，子区域数量最少的划分方案作为有源配电系统的子区域划分方案。
4.根据权利要求1所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述步骤2建立的优化模型包括：设定负荷价值损失最小为目标函数，采用线性化的安全运行约束、潮流约束、分布式电源运行约束和拓扑约束作为约束条件，其中：
5.根据权利要求1所述的一种有源
6.根据权利要求1所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述交互边界支路信息包括边界支路的有功功率、无功功率、电流、节点电压、开关状态信息，上述信息表示如下：在ADMM算法第k次迭代过程中，当子问题1求解完成后，开关子节点所在子区域将第k次迭代求解出的变量X中的边界变量的值发送给开关父节点所在子区域，将用于开关父节点所在子区域第k次迭代的子问题2求解和对偶变量更新；当子问题2求解完成后，开关父节点所在子区域将第k次迭代求解出的变量Y的值Y*,k发送给开关子节点所在子区域，将用于开关子节点所在子区域第k次迭代的对偶变量更新和第k+1次迭代子问题2求解。
7.根据权利要求1所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述步骤5的具体实现方法为：每个子区域内部的控制器判断当前阶段本区域控制的开关是否可以动作，并计算每个可以动作的开关动作后的收益，子区域之间交互信息，按照收益最大的原则确定当前供电恢复阶段需要动作的开关。
8.根据权利要求7所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述判断当前阶段本区域控制的开关是否可以动作的方法为：
9.根据权利要求7所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述计算每个开关动作后的收益的方法为：
10.根据权利要求1所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述步骤6的当前阶段的供电恢复模型表示为：以负荷价值损失最小为目标函数，采用线性化的潮流约束、安全运行约束、分布式电源运行约束、负荷通电状态约束和拓扑约束作为约束条件，其中，拓扑约束中的拓扑变量值是根据步骤5得到的每个阶段的开关动作方案确定；
...【技术特征摘要】
1.一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述有源配电系统参数信息包括：各子区域的线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，节点电压上限与下限、开关打开时两端允许的最大电压平方差额、线路容量极限，可控的分布式电源的类型、接入位置、容量、有功出力极限和无功出力极限。
3.根据权利要求1所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述步骤1划分不同子区域的方法为：将节点划分为两类：与开关连接的边界节点和不与开关连接的内部节点；边界节点包围内部节点形成子区域，在子区域内部不出现开关的前提下，子区域数量最少的划分方案作为有源配电系统的子区域划分方案。
4.根据权利要求1所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述步骤2建立的优化模型包括：设定负荷价值损失最小为目标函数，采用线性化的安全运行约束、潮流约束、分布式电源运行约束和拓扑约束作为约束条件，其中：
5.根据权利要求1所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述步骤3中适用于供电恢复策略求解的admm算法包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种有源配电系统多集群分布式协同供电恢复方法，其特征在于：所述交互边界支路信息包括边界支路的有功功率、无功功率、电流、节点电压、开关状态信息，上述信息表示如下：在admm...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈河，王连忠，刘瑞，唐玉建，赵晨晨，冯莉，黄波，李阳，于浩，冀浩然，张智程，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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