[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

说明书

技术领域

本发明涉及分布式电源技术领域，具体涉及一种含分布式电源的配电网网络重构的模型和方法以及孤岛划分方法。

背景技术

随着能源日益紧缺，环境污染加重，国家对节能减排、提高供电效益提出了更高的要求，这就需要电力企业做到降低电网损耗，提高能源的利用效率，然而配电网的损耗在电力系统损耗中占主要地位，因此降低配电网运行损耗成为提高能源利用效率的关键。另外，随着城市、农村建设的加快，分布式电源的大量接入，配电系统规模的不断扩大以及负荷迅速增长，这些因素给提高配电系统的运行可靠性带来了更多的挑战。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种含分布式电源的配电网重构和孤岛划分方法。首先采集配电网系统实时的变电站出力、系统负荷、网架结构(包括普通开关状态，联络开关状态、系统中是否含联络节点)、分布式电源出力等情况，并将以上数据导入含分布式电源的配电网重构互补约束模型中，对配电网的网架结构进行分析研究，通过现代内点法求解该模型，帮助电网运行人员合理地调整网架结构，使得配电网时刻处于最佳的运行状态，降低配电网运行损耗。其次，依据配电网的负荷等级、负荷可控性、最有可能出现故障的线路等情况，利用数学优化技术，求解孤岛划分模型，依据该模型制定的孤岛方案，在大电网停电的前提下，重新构建一个安全可靠的网架结构，对部分重要负荷或全部负荷持续供电，有效的提高了系统的供电可靠性。

本发明的具体技术方案如下。

一种含分布式电源的配电网重构和孤岛划分方法，其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。

进一步地，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

含分布式电源的孤岛划分模型为

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表示该节点的二级不可控负荷不接入孤岛，1表示该节点的二级不可控负荷接入孤岛，二级负荷的供电系统；w_v3i的取值可在0到1之间变化，表示该二级负荷节点为可控节点，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，表示该三级负荷节点为可控节点，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。

进一步地，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：

S_i(S_i-1)＝0 (5)

ε≤S_i(S_i-1)≤ε (6)