[发明专利]一种含分布式电源的配电网重构和孤岛划分方法

权利要求书

1.一种含分布式电源的配电网重构和孤岛划分方法，其特征在于，包括减少配电网网络损耗和提高配电系统可靠性的优化模型，以及配合该优化模型用于提高配电网可靠性的方法；具体包括以下步骤：

步骤1、读取配电网网架结构数据、实时负荷数据、以及分布式电源的出力情况；

步骤2、数据的初始处理，计算相应参数的标幺值并进行编号；

步骤3、将步骤2得到的数据导入含分布式电源的配电网重构的非线性互补约束模型中；

步骤4、对配电网重构的非线性互补约束模型进行计算得到优化后的网络拓扑结构；

步骤5、通过可靠性分析得到最有可能出现故障的线路；

步骤6、将步骤2得到的数据以及线路故障数据导入含分布式电源的孤岛划分模型中；

步骤7、对含分布式电源的孤岛划分模型进行计算得到优化后的孤岛运行方式；

所述减少配电网网络损耗和提高配电系统可靠性的优化模型分别以配电系统中网络损耗最小和电力中断时系统所能恢复的最大负荷量作为目标函数，确定网络支路的开关状态；其中，含分布式电源的配电网重构的非线性互补约束模型为

min PLoss=Σi∈MlriIi2---(1)]]>

含分布式电源的孤岛划分模型为

max Pload=Σi=1ndv1i+α1*Σi=1mkv2idv2i+α2*Σi=1rwv3idv3i+Σi=1plv4idv4i+Σi=1qzv5idv5i---(2)]]>

式中，M_l为系统中所有支路的集合；i为支路编号；r_i为支路i的电阻；I_i为流过支路i的电流；d_v1i、d_v2i、d_v3i、d_v4i、d_v5i分别表示一级负荷、二级不可控负荷、二级可控负荷、三级不可控负荷以及三级可控负荷的有功负载；n、m、r、p、q分别表示系统中这五种不同负荷的数量；k_v2i为0、1变量，0表示二级不可控负荷不接入孤岛，1表示二级不可控负荷接入孤岛，二级不可控负荷的供电系统应尽量做到发生故障时不致中断供电，或中断供电后能迅速恢复；w_v3i的取值可在0到1之间变化，表示二级可控负荷为可控节点，负荷接入量可控；l_v4i为0、1变量；z_v5i的取值可在0到1之间变化，表示三级可控负荷为可控节点，负荷接入量可控；α₁和α₂分别为二级不可控负荷和二级可控负荷的优先供给权值；所述减少配电网网络损耗和提高配电系统可靠性的优化模型以配电网辐射状约束、线路开关开合约束、计及负荷优先级约束、可控性/不可控性约束以及功率平衡约束为约束条件，所述配电网辐射状、功率平衡约束条件和线路开关开合约束条件包括如下：

Σi∈MlSi=N-Ns---(3)]]>

Σj∈MlIj-Σi∈MlIi+gu=dk∀k∈Mb∀u∈Mbs---(4)]]>

S_i(S_i-1)＝0(5)

ε≤S_i(S_i-1)≤ε(6)

式中，S_i为支路的开关状态变量，0表示开断，1表示闭合；N为系统的节点个数；N_s为系统的变电站节点个数；M_b为系统中所有节点集合；M_bs为变电站出力节点的集合；k为节点的编号；u为变电站节点的编号；g_u为变电站节点u的总电流；d_k为负荷节点k的负载电流；松弛参数ε将模型转化成常规非线性规划问题；式(3)为系统支路数约束；式(4)为节点功率平衡约束条件，式(5)为开关开断的互补约束条件；式(6)为松弛后的开关开断的互补约束条件。

2.根据权利要求1所述的一种含分布式电源的配电网重构和孤岛划分方法，其特征在于，依据约束条件采用现代内点算法对所述目标函数求解以获得最优的配电网拓扑方案的步骤，具体包括：

(1)引入松弛变量，以将不等式约束化为等式约束；

(2)形成拉格朗日函数；

(3)计算KKT一阶最优性条件；

(4)求解牛顿法计算修正方程，得到新的修正量并代入公式得到新的近似解。