【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于主动配电网中分布式电源和储能的联合运行与配电网故障后果分析，尤其涉及一种基于前瞻贪婪算法的智能配电网快速孤岛划分方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、配电网故障直接影响着社会的生产以及居民的日常供电，电网越来越注重寻求在故障发生后迅速恢复向重要负荷供电的方法。近年来，配电网中分布式电源渗透率逐年增加，高比例分布式风光电源接入配电网能够显著提升配电网的供电可靠性，在故障期间维持重要负荷的不间断供电。然而，分布式电源具有分散性和出力波动性的特征，如何基于该特征制定紧急状况下的供电恢复方案，即实施孤岛划分，成为研究热点和难点。为了使分布式电源更好地发挥其电源作用，ieee 1547.4-2011标准鼓励有意识的孤岛运行，指出计划孤岛应将微电源和负荷的动态特性、开关的动作策略等考虑进内。
2、孤岛划分模型的构建是制定故障期间分布式电源供电恢复方案的基础，而孤岛划分模型实际上是一个含0-1变量的混合整数规划模型，其解方案需要综合考虑电气安全运行、源荷平衡以及联络性约束等关键要素，求解过程复杂，得到的孤岛方案的组合方式千变万化，所以孤岛划分问题属于典型的np难问题。在已有的孤岛划分建模研究中，部分文献将孤岛划分问题建模为复杂的混合整数非线性模型。将孤岛划分建模为非线性模型能够提高计算精确度，但是采用非线性规划方法求解该问题较为复杂，通用程度不高。对于部分求解非线性模型的场景，基于二阶锥优化的方法能够将复杂的非线性模型转化成锥模型，以特殊结构的锥集表示变量间复杂的关系，大大简化了原模型的求解，提升了收敛速
3、对于孤岛划分模型的求解，现有方法可分为图论划分法、智能算法和启发式算法。基于图论的孤岛划分方法又可分为无向图模型法和有向图模型法，前者通常将孤岛划分问题转化为最小生成树问题，属于典型的np难问题，当前提出的图论划分法往往难以兼具计算速度和准确性。以遗传算法、差分进化算法和粒子群算法为代表的智能算法通用性强，能够通过迭代计算的方法求解非线性孤岛划分模型。但同时存在计算速度缓慢，易陷入局部最优的缺点。此外，智能算法的局部搜索具有随机性，当处理含辐射状约束的配电网孤岛划分问题时往往无法到达预期效果。启发式算法能够克服智能算法反复迭代导致的计算时长问题，并针对性地求解受约束的复杂孤岛划分模型。
4、随着配电网中大规模分布式电源的接入，配置适当的储能装置逐渐成为平抑分布式电源出力波动、实现紧急负荷支撑的重要解决方案。当系统元件发生故障，其故障位置和持续时长以及分布式电源出力具有随机性，开展故障期间含储能的孤岛划分操作，能够极大程度上减轻分布式电源出力波动性对孤岛划分效果带来的影响，显著提升孤岛效益，是提升配电网可靠性的重要手段。储能的运行需要考虑序贯性，充分计及源荷时序波动以及储能充放电策略对孤岛划分方案带来的影响，会显著增加孤岛划分的复杂程度。因此，亟需提出一种孤岛划分的建模与求解方法，在计及储能序贯特征的前提下，充分挖掘分布式电源供电潜力，快速得到最终的孤岛划分方案。
5、根据现有研究的不足，本专利技术提出了一种基于启发式前瞻贪婪算法的含储能设备的配电网快速孤岛划分方法。其特点是：基于电量充裕信息制定最大孤岛方案，基于电力充裕信息校核并优化孤岛方案，通过上述两步骤的交替开展实现配电网孤岛划分方案的快速制定。首先，充分计及储能序贯性运行和二次停电约束的重要影响，建立面向源荷时序波动的配网孤岛划分模型；然后考虑配网联络开关对供电恢复路径的拓展作用，交替开展基于前瞻贪婪算法和prim算法的最大孤岛划分以及基于电力校核模型的孤岛检验，得到辐射状运行结构的最终孤岛划分方案。与常用的智能算法相比，克服了迭代计算导致的收敛时间长问题，在保证孤岛收益的前提下，提升了孤岛划分方案的制定速度。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种基于启发式前瞻贪婪算法的含储能设备的配电网快速孤岛划分方法。根据所提方法，能够利用给定的电量充裕信息和电力平衡信息，快速给出一种物理含义明确的孤岛划分方案。通过建立计及源、荷两侧时序波动的孤岛划分混合整数背包模型，并把该模型解耦为基于电量信息的最大孤岛划分和基于电力平衡信息的孤岛优化校核两个子问题。前者可基于前瞻贪婪算法实现孤岛方案的快速搜索，后者可转换成易于求解的混合整数线性规划模型。通过交替求解两个子问题可实现孤岛划分方案的快速制定。具体而言，本专利技术将通过以下步骤实现孤岛划分方案的快速制定：
2、一种基于前瞻贪婪算法的智能配电网快速孤岛划分方法，包括如下步骤：
3、step 1：建立日前经济调度模型，计算储能的初始电量；包括：
4、将配网运行成本划分为购电成本和售电收益、配电网的网损成本、储能损耗成本；以成本最小化为目标函数，计及配电网运行约束构建日前经济调度模型，并借助商业软件cplex求解该模型，得到储能的初始电量；
5、step 2:构建孤岛划分模型：将划入孤岛的负荷效益作为优化目标，根据配电网运行约束、分布式电源和储能相关运行约束构建孤岛划分模型；即：
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10、其中，sti与sti,t用于计及二次停电约束的0-1二进制变量；如果节点i在时刻t下被纳入孤岛，则sti,t为1，否则为0；如果节点i在故障期间[t1,t2]的sti,t均为1，则sti为1，否则为0；bi,t表示节点i在t时刻下的收益值，是孤岛划分模型的优化目标，该变量由孤岛内负荷有功功率和优先级权重pri的乘积构成；集合n表示配电网负荷点集合；t1表示故障初始时刻，t2表示故障结束时刻；a表示孤岛数目；
11、step 3:孤岛划分模型解耦过程：
12、通过电量充裕信息算法对孤岛划分模型进行处理获得最大孤岛划分单元；
13、通过电力平衡算法对孤岛划分模型进行处理获得孤岛校核单元；
14、step 5:通过cplex商业求解器对孤岛校核单元进行处理获得最优的孤岛划分方案。进一步地，所述步骤step 3中通过电量充裕信息算法对孤岛划分模型进行处理获得最大孤岛划分单元，包括：
15、301、按照如下公式构建电量充裕约束：
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17、其中：电量充裕约束表示在故障期间[t1,t2]内，孤岛方案应当满足dg和es总电量之和大于孤岛内负荷总电量；
18、302、孤岛划分模型进行解耦获得最大孤岛划分单元：
19、of1:eq.(8)
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21、进一步地，所述步骤step3中通过电力平衡算法对孤岛划分模型进行处理获得孤岛校核单元：
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24、进一步地，所述step 4:通过启发式前瞻贪婪算法对最大孤岛划分单元求解获得满足配电网电量充裕约束的孤岛预方案，包括如下步骤：
25、401、根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于前瞻贪婪算法的智能配电网快速孤岛划分方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于前瞻贪婪算法的智能配电网快速孤岛划分方法，其特征在于，所述步骤Step 3中通过电量充裕信息算法对孤岛划分模型进行处理获得最大孤岛划分单元，包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于前瞻贪婪算法的智能配电网快速孤岛划分方法，其特征在于，所述步骤Step3中通过电力平衡算法对孤岛划分模型进行处理获得孤岛校核单元：
4.根据权利要求1所述的一种基于前瞻贪婪算法的智能配电网快速孤岛划分方法，其特征在于，所述Step 4中通过启发式前瞻贪婪算法对最大孤岛划分单元求解获得满足配电网电量充裕约束的孤岛预方案，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于前瞻贪婪算法的智能配电网快速孤岛划分方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于前瞻贪婪算法的智能配电网快速孤岛划分方法，其特征在于，所述步骤step 3中通过电量充裕信息算法对孤岛划分模型进行处理获得最大孤岛划分单元，包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于前瞻贪婪算法的...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙冰，张志，陶洪铸，许丹，陈家浩，秦超，曾沅，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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