[发明专利]一种有源配电网智能软开关供电恢复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源配电网智能软开关供电恢复策略，特别是关于一种基于二阶锥规划的有源配电网智能软开关供电恢复方法。

背景技术

配电网作为电力系统直接面向用户的一环，与用户的联系最为紧密，对用户的影响最为直接。相对于传统配电网，智能配电网从原来单一的电能分配角色转变为集电能收集、传输、存储与分配为一体的新型电力交换系统，不仅在一次侧将借助分布式电源、储能装置及静止无功补偿器等装备以满足系统运行的经济性、可靠性与灵活性需求，在二次侧还会利用高级配电自动化技术提高系统的信息通信能力与智能化水平，使得电网在可再生能源利用、系统可靠性、电网资产利用率、与用户互动能力等方面得到显著提高。

故障自愈作为智能配电网的重要特征之一，近年来得到了广泛关注。智能配电网中设备种类多、控制策略复杂，对故障电压、短路电流反应灵敏，因此，对智能配电网的故障自愈提出了更高的要求。其中，智能配电网供电恢复作为故障自愈的关键一环对系统供电可靠性提升起着重要作用。配电网发生故障后，首先通过故障定位，识别故障位置，然后通过保护装置进行故障隔离，而后进行供电恢复，恢复受故障影响的非故障区域的供电。如何在保证电压安全运行水平的前提下，尽可能多的恢复负荷以及充分利用可再生能源，是一个亟待解决的问题。

智能软开关(Soft Open Point，SOP)是取代传统联络开关的一种新型智能配电装置，智能软开关的应用将极大地提高配电系统运行的灵活性和可控性，对此国内外已有学者开展了初步研究，但对智能软开关在配电网故障自愈过程中发挥的作用却较少涉及。与联络开关相比，智能软开关的功率控制更加安全可靠，避免了开关操作可能带来的安全隐患。在故障发生时，由于直流隔离的作用，能够有效限制故障电流穿越；在供电恢复过程中，能够为故障侧提供有效的电压支撑，从而可以扩大供电恢复范围。

随着用户对定制化电力服务要求的不断提高，供电恢复的速度也亟待提高。智能软开关控制周期短、动作速度快，因此，急需一种有源配电网智能软开关供电恢复方法，用以解决故障隔离后，在保证电压水平前提下，快速制定智能软开关的供电恢复策略，实现故障后失电区域的快速恢复供电。

发明内容

针对有源配电网智能软开关快速供电恢复问题，本发明的目的是提供一种基于二阶锥规划的有源配电网智能软开关供电恢复方法，该方法综合考虑多种系统安全及运行约束，准确、快速求解确定智能软开关及配电网的供电恢复策略。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种有源配电网智能软开关供电恢复方法，其特征在于包括以下步骤：1)根据选定的已有配电系统，输入初始参数；2)依据配电系统结构及初始参数，建立有源配电网智能软开关供电恢复模型；3)根据锥规划的标准形式对有源配电网智能软开关供电恢复模型中非线性目标函数和约束条件进行二阶锥模型转化；4)将二阶锥规划模型采用已有的锥规划求解方法进行求解；5)输出求解结果，包括各节点电压幅值、各节点恢复负荷系数和智能软开关传输功率值。

进一步，所述步骤1)中，初始参数包括线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，配电系统运行电压水平和支路电流约束，智能软开关接入位置、容量和损耗系数，系统故障位置，基准电压和基准功率初值。

进一步，所述步骤2)中，有源配电网智能软开关供电恢复模型包括：设定配电系统恢复有功负荷最大和配电系统总损耗最小的加权和为目标函数，并分别考虑配电系统潮流约束、配电系统运行约束和智能软开关运行约束。

进一步，所述配电系统恢复有功负荷最大和系统总损耗最小的加权和为目标函数为：

式中，α_R为配电系统负荷恢复的权重系数，α_L为配电系统损耗的权重系数，α_R＞＞α_L；Ω_n为系统节点的集合，Ω_b为系统支路的集合；r_ij为支路ij的电阻，I_ij为节点i流向节点j的电流幅值；P_i^SOP,L为接在节点i上SOP产生的损耗；P_i^LOAD为节点i处负荷消耗的有功功率；λ_i为可恢复节点i上负荷的系数，λ_i∈[0,1]。

进一步，所述配电系统潮流约束为：