一种含分布式电源的配电网快速供电恢复方法技术

本发明专利技术是一种对含分布式电源的配电网进行供电恢复的方法，基于启发式规则，对分布式电源进行动态孤岛划分，同时利用联络开关保障配电网供电恢复方案能够适应分布式电源的出力变化和重要用户的持续供电，使得智能配电网能够安全、可靠、经济运行。配电网供电恢复是根据故障定位信息与故障前电网的运行状态来确定电网的停电范围。并通过故障区域内的分布式电源和与故障区域相连的联络开关配合，同时动作相应的分段开关，并保持配电网除分布式电源外的辐射状运行。不仅充分利用分布式电源提高了配电网的供电可靠性，同时大大缩小了搜索空间，减少最优策略搜索时间，适用于含分布式电源的配网供电恢复实时运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种用于智能配电网自愈控制系统中，利用配电网设计的冗余度和并网的分布式电源进行动态供电孤岛划分，并通过分段开关和联络开关的协调操作，实现智能配电网在故障后对停电负荷快速恢复供电的技术方案，属于电力系统安全可靠运行控制

技术介绍
人类赖以生存的地球正遭遇环境和资源的严峻挑战，如全球气候变化、自然灾害频发、污染严重、传统能源日益短缺等，为了应对这些挑战世界电力工业选择了智能电网(Smart Grid)。智能配电网是智能电网的重要组成部分，其主要特征有自愈、优化、协调、互动、分布及融合等，其中自愈是核心技术。配电网作为电力系统的末端直接与用户相连，其自愈力的高低直接影响电网对用户的供电质量，配电网故障恢复则是其中的关键环节。智能电网的另一个主要特征是分布式电源的大量接入和充分利用。现行的分布式发电并网规程不允许孤岛运行，要求扰动时将分布式电源迅速退出，这对处于故障区域内的分布式电源没有得到充分利用，不利于提高配电网供电可靠性。如何有效利用故障区域内的分布式电源进行供电恢复对提高配电网的供电可靠性具有重要意义。配电网供电恢复是指配电网发生故障，在故障定位并隔离后对非故障的失电区域恢复供电的优化问题，其实质是配电网发生故障后的恢复重构问题。当配电网中馈线发生永久性故障引起停电时，在故障隔离后，对于辐射状的配电馈线，非故障部分将分成两部分与电源相连部分和故障区下游部分(相对于电源点)。对于前者可以通过重合变电站相应的出线断路器恢复供电，而后者则要通过与之相连的联络开关的操作恢复供电。因此配网故障后的恢复重构主要是考虑对故障区下游的非故障失电区(健全失电区域)恢复供电。目前配电自动化系统不仅能够得到开关的遥信和遥测信息，而且能够控制开关的动作，同时还具备故障电流检测能力。然而这种利用配电网网络结构及配电设备(分段器、重合器等)自动化程度的故障恢复模式，一般只使用于网络接线比较简单的配电网，而当配电网中含有大量分布式电源时，如何对分布式电源进行充分利用，这种模式将不能满足实际要求。本专利技术可以实现在含有分布式电源的配电网结构和运行模式下的快速供电恢复，且具有事故仿真和事故反演功能，便于调度员积累运行事故处理经验和直观的进行事故操作。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种对含分布式电源的配电网进行供电恢复的方法，基于启发式规则，对分布式电源进行动态孤岛划分，同时利用联络开关保障配电网供电恢复方案能够适应分布式电源的出力变化和重要用户的持续供电，使得智能配电网能够安全、可靠、经济运行。技术方案配电网供电恢复是根据故障定位信息与故障前电网的运行状态来确定电网的停电范围。并通过故障区域内的分布式电源和与故障区域相连的联络开关配合，同时动作相应的分段开关，并保持配电网除分布式电源外的辐射状运行。本专利技术的含分布式电源的配电网快速供电恢复方法采用基于分布式电源的孤岛划分的基础上，提出分布式电源的孤岛转移容量指标，配合联络开关进行供电恢复。不仅充分利用分布式电源提高了配电网的供电可靠性，同时大大缩小了搜索空间，减少最优策略搜索时间，适用于含分布式电源的配网供电恢复实时运行。具体步骤如下 第一步读取故障定位信息和配电系统的网络参数，包括线路的支路号、首端节点和末端节点编号、变压器变比和支路阻抗。对配电网进行深度编码并确定失电范围； 第二步孤岛恢复供电方案校验计算失电负荷和失电范围内的分布式电源总容量，比较两者之间差值，若满足孤岛平衡条件，转第九步，否则进入下一步； 第三步搜索与失电范围有相连关系的联络开关，计算各联络开关备用容量并按其大小进行降序排序； 第四步校验闭合备用容量最大的联络开关供电恢复的方案，调用潮流计算程序计算网络的节点电压和支路电流，，校验节点电压和支路电流是否存在越限，当不存在越限，转第九步，否则转下一步； 第五步根据上一步方案的开关信息，更新网络编码信息，进行分布式电源孤岛划分，并根据孤岛划分结果按各孤岛范围内所带负荷大小对其进行降序排序； 第六步根据第五步孤岛划分结果，校验分布式电源孤岛转移负荷的方案，调用潮流计算程序计算主网和孤岛的节点电压和支路电流，校验节点电压和支路电流是否存在越限，当不存在越限，转第九步，否则转下一步； 第七步搜索可利用的联络开关，若无可利用的联络开关，保持第六步的方案，转第八步；否则，根据网络辐射状运行条件筛选相应的分段开关，调用潮流计算程序计算网络的节点电压和支路电流，校验节点电压和支路电流是否存在越限，当不存在越限，转第九步，否则转第五步； 第八步读取网络中重要负荷信息，包括负荷大小和负荷接入点，根据重要负荷信息形成可行的切负荷方案，对方案进行校验，计算失负荷量； 第九步输出执行供电恢复方案。具体地，下面对本专利技术的技术方案每一步进行详细说明 第一步对配电网进行深度编码并确定失电范围具体为 1)配电网故障发生后，读取量测设备获得故障检测信息，经过故障识别、故障定位后将故障支路直接关联的开关开断，完成故障隔离； 2)故障隔离完成后，对于辐射型配电网故障点所在馈线的非故障部分将分成两部分与电源相连部分和故障区下游部分；对于前者通过重合变电站相应的出线断路器恢复供电，而后者则要通过与之相连的联络开关的操作恢复供电； 3)读取配电系统的网络参数，包括线路的支路号、首端节点和末端节点编号、变压器变比和支路阻抗。对配电网络进行遍历，即要求从馈线节点开始到末端节点或从末端节点到馈线节点搜索所有的节点、支路或分支线，对所在馈线进行二维深度编码，形成一个数组来表示一个辐射状配电网络，其中，Λ为节点X的父节点号，为节点号，< 为节点X的到根节点的深度，即层号； 4)停电范围确定。根据所形成的二维深度编码信息，由故障节点开始，搜索故障节点的子节点，将子节点放入停电节点集中，再寻找子节点的子节点，直至搜索到网络末端为止。第二步孤岛恢复供电方案校验具体为 21)由第一步所得到的停电范围，确定处于停电范围内的分布式电源； 22)计算停电范围内的总负荷大小，计算公式如下权利要求1.，其特征在于该方法米用基于分布式电源的孤岛划分的基础上，提出分布式电源的孤岛转移容量指标，配合联络开关进行供电恢复；所述方法包括下述步骤第一步读取故障定位信息和配电系统的网络参数，包括线路的支路号、首端节点和末端节点编号、变压器变比和支路阻抗，对配电网进行深度编码并确定失电范围；第二步孤岛恢复供电方案校验计算失电负荷和失电范围内的分布式电源总容量， 比较两者之间差值，若满足孤岛平衡条件，转第九步，否则进入下一步；第三步搜索与失电范围有相连关系的联络开关，计算各联络开关备用容量并按其大小进行降序排序；第四步校验闭合备用容量最大的联络开关供电恢复的方案，调用潮流计算程序计算网络的节点电压和支路电流，校验节点电压和支路电流是否存在越限，当不存在越限，转第九步，否则转下一步；第五步根据上一步方案的开关信息，更新网络编码信息，进行分布式电源孤岛划分， 并根据孤岛划分结果按各孤岛范围内所带负荷大小对其进行降序排序；第六步根据第五步孤岛划分结果，校验分布式电源孤岛转移负荷的方案，调用潮流计算程序计算主网和孤岛的节点电压和支路电流，校验节点电压和支路电流是否存在越限， 当不存在越本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含分布式电源的配电网快速供电恢复方法，其特征在于该方法采用基于分布式电源的孤岛划分的基础上，提出分布式电源的孤岛转移容量指标，配合联络开关进行供电恢复；所述方法包括下述步骤：第一步：读取故障定位信息和配电系统的网络参数，包括：线路的支路号、首端节点和末端节点编号、变压器变比和支路阻抗，对配电网进行深度编码并确定失电范围；第二步：孤岛恢复供电方案校验：计算失电负荷和失电范围内的分布式电源总容量，比较两者之间差值，若满足孤岛平衡条件，转第九步，否则进入下一步；第三步：搜索与失电范围有相连关系的联络开关，计算各联络开关备用容量并按其大小进行降序排序；第四步：校验闭合备用容量最大的联络开关供电恢复的方案，调用潮流计算程序计算网络的节点电压和支路电流，校验节点电压和支路电流是否存在越限，当不存在越限，转第九步，否则转下一步；第五步：根据上一步方案的开关信息，更新网络编码信息，进行分布式电源孤岛划分，并根据孤岛划分结果按各孤岛范围内所带负荷大小对其进行降序排序；第六步：根据第五步孤岛划分结果，校验分布式电源孤岛转移负荷的方案，调用潮流计算程序计算主网和孤岛的节点电压和支路电流，校验节点电压和支路电流是否存在越限，当不存在越限，转第九步，否则转下一步；第七步：搜索可利用的联络开关，若无可利用的联络开关，保持第六步的方案，转第八步；否则，根据网络辐射状运行条件筛选相应的分段开关，调用潮流计算程序计算网络的节点电压和支路电流，校验节点电压和支路电流是否存在越限，当不存在越限，转第九步，否则转第五步；第八步：读取网络中重要负荷信息，包括负荷大小和负荷接入点，根据重要负荷信息形成可行的切负荷方案，对方案进行校验，计算失负荷量；第九步：输出执行供电恢复方案。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈星莺，陈旦，刘健，陈楷，廖迎晨，余昆，
申请(专利权)人：河海大学，南京河海科技有限公司，陕西电力科学研究院，江苏省电力公司南京供电公司，国家电网公司，江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：