[发明专利]一种基于脉冲耦合神经网络的配电网孤岛划分方法

说明书

本发明是一种基于脉冲耦合神经网络(PCNN)的配电网孤岛划分方法,属于含分布式电源的配电网孤岛划分领域。针对当前含分布式电源的配电网进行孤岛划分时存在划分速度慢、供电范围小的问题，本发明引入时延脉冲耦合神经网络(DPCNN，Delay PCNN)的模型，充分利用了PCNN继承来的脉冲无衰减与并行传播的特性，以各个分布式电源为根神经元，同时进行搜索，大大减少了临时数据的存储，在提高了运行速度的同时扩大了供电范围。本算法划分出来的孤岛相对于其他算法而言，划分的速度更快，方案更精确，在工程上贴近实际，更具有操作性。

技术领域

本发明涉及一种电力系统的孤岛划分方法，尤其涉及一种分布式电源的配电网孤岛划分方法。

背景技术

孤岛运行是在配电网中引入分布式电源(DG)后出现的一种新运行方式，其中计划孤岛运行是对配电网的运行方式有益的补充。根据功率平衡原则，在配电网发生故障时，充分利用分布式电源供电能力，根据分布式电源的位置、容量，将配电网划分为若干个子网，以保证重要负荷安全运行。在这种情况下，配电系统的部分负荷由分布式电源进行供电，包含这部分负荷、分布式电源、储能装置以及控制系统的小型配电网就称为配电网中的电力孤岛，而这种运行方式我们称为孤岛运行。

电力孤岛供电方式是配电系统在引入分布式发电之后的一种新的运行方式，在这种运行方式下，配电系统的部分负荷仅由DG供电，在配电系统因故障停运后，为了检修人员安全，不扩大故障范围以达到快速恢复供电的目的。根据IEEE1547-2003相关规定，配电网中所有的DG必须短时退出运行。由于DG具有单独供电能力，故障隔离后可利用DG恢复部分重要负荷供电，从而提高系统的供电可靠性，因此，随着配电网内分布式电源的渗透率的增加，电力孤岛在实现智能电网可靠供电的目标上将成为一种常态的运行方式。

目前孤岛划分方法主要以恢复负荷总量最大为目标，兼顾孤岛建设经济性、供电可靠性等因素，所采用的孤岛划分方法以描述孤岛内功率平衡为主体，但因目标函数与约束条件存在差异，所采取的求解算法也不相同，导致在求解结果上存在一定程度上的差异。目前，求解算法主要以启发式算法和智能算法为主，启发式算法由于其开环的求解过程，常常导致无法找到全局最优解；智能算法由于其求解过程的随机性和不确定性，导致结果的不确定性，无法寻找到最优解。

发明内容

本发明的目的在于针对现有孤岛划分技术上的不足，提出一种基于脉冲耦合神经网络的配电网孤岛划分方法。

本发明根据现有的含分布式电源的配电网拓扑结构，进行一次含分布式电源的配电网潮流计算，将其转化为一个边赋权值无向连通图，从而将孤岛划分问题转化为基于时延脉冲耦合神经网络(DPCNN)求解最小路径，生成最小生成树的问题，所述包括以下步骤：

步骤1：确定进行配电网孤岛划分的可行区域；

步骤2：根据配电网的拓扑结构将其转化为边赋权值无向连通图；

步骤3：初始化参数，生成神经元点火图；

步骤4：进行连通性判断约束；

步骤5：生成最小生成树，即最优孤岛备选方案；

步骤6：对划分出的孤岛进行电力潮流计算，评估孤岛安全性；

步骤7：对孤岛进行合并，给出最优孤岛划分方案。

建立基于节点-支路的简化模型：配电网具有闭环设计开环运行的特点，其拓扑结构是一种辐射状结构，负荷节点可简化为边赋权值无向连通图中的节点，支路简化为连通图中的赋权边，具体如下：