[发明专利]基于柔性多状态开关的负荷在线转供方法

说明书

本发明公开了一种基于柔性多状态开关的负荷在线转供方法。传统的负荷转供方案无法克服不停电的问题。本发明采用的技术方案为：构建非故障馈线各节点电压和柔性多状态开关端口功率之间的关系；由已知的负荷状态信息获取故障下游额定运行状态下负荷大小并设置负荷切除量；构建包含所有馈线的节点电压变化目标函数，利用在线寻优算法在满足约束条件的前提下获取目标函数最小值；将寻优获取的结果输入到柔性多状态开关控制器中，同时根据已经确定的负荷切除组合通过柔性多状态开关控制负荷断路器动作，完成转供过程。本发明通过柔性多状态开关协调配网各馈线对故障线路输送功率，在保证配网安全稳定运行的前提下对故障下游负荷实现在线转供。

技术领域

本发明属于配网系统负荷转供领域，具体地说是一种基于柔性多状态开关的负荷在线转供方法。

背景技术

配网的安全运行是整个电力系统安全运行的重要一环，我国配电网的结构具有闭环设计、开环运行的特点，然而配电网的结构在发生停电事故时负荷转供极不灵活。

现有负荷转供的研究主要集中于计及配电网健康运行的约束条件下，对转供能力的影响因素进行分析和评估、以及通过智能算法对转供路径及转供量的求解这两个方面。但是这种方式有着几个明显的不足：首先，如果故障下游没有联络线连接，则无法完成负荷转供，故障下游将一直保持停电状态；其次，通过一条联络线进行转供，由于单条输电线路提供的功率有限，容易导致联络线相连线路过载或者故障下游切除负荷过多；再者，通过多条联络线进行转供，可能会出现不同配电网线路相角不同造成环流或因不同配网电压等级不同造成不能相互转供的问题；且传统的负荷转供方案无法克服不停电的问题，这对一些供电可靠性要求高的负荷来说不可接受。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于柔性多状态开关的负荷在线转供方法，其在保证配网安全稳定运行的前提下对故障下游负荷实现在线转供。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：基于柔性多状态开关的负荷在线转供方法，配电网中含有对负荷断路器可控的柔性多状态开关且端口数大于等于3，柔性多状态开关控制器与配电网各线路断路器节点通讯，配电网各线路断路器节点将实时运行的电压、断路器变位信号发送给柔性多状态开关控制器；所述的配电网负荷在线转供方法包括步骤：

1)当配电网中某馈线发生故障，柔性多状态开关端口检测到线路电压跌落时，记录此时配电网中各节点的运行状态，构建非故障馈线各节点电压和柔性多状态开关端口功率之间的关系；

2)当柔性多状态开关接收到线路断路器发出的跳闸信息后，由已知的负荷状态信息获取故障下游额定运行状态下负荷大小并设置负荷切除量；设置柔性多状态开关端口容量约束、功率平衡约束和节点电压约束；

3)构建包含所有馈线的节点电压变化目标函数，利用在线寻优算法在满足约束条件的前提下获取目标函数最小值，若发现寻优过程中无法满足所有待转供负荷的需求，设置紧急切除负荷的策略，利用二分法求得负荷切除量，同时确定负荷切除组合，并对寻优过程设置计算时间约束；

4)将寻优获取的结果输入到柔性多状态开关控制器中，同时根据已经确定的负荷切除组合通过柔性多状态开关控制负荷断路器动作，完成转供过程。

作为上述技术方案的补充，步骤1)中，构建配网各节点电压和柔性多状态开关端口功率之间的关系，其具体包括：通过在正常运行时柔性多状态开关端口施加一个微小的有功功率和无功功率扰动ΔP和ΔQ，同时分别监测有功功率扰动和无功功率扰动时该线路各节点电压的变化情况ΔU_pn.1,ΔU_pn.2,…,ΔU_pn.i,…,ΔU_pn.m和ΔU_qn.1,ΔU_qn.2,…,ΔU_qn.i,…,ΔU_qn.m，则各节点有功功率灵敏度为：无功功率灵敏度为根据各节点的有功与无功灵敏度即获得节点电压与柔性多状态开关端口功率之间的关系：