[发明专利]一种基于最小化期望停电损失的配电网络黑启动重构方法

说明书

本发明涉及配电网络重构技术领域，更具体地，涉及一种基于最小化期望停电损失的配电网络黑启动重构方法；采用了经济手段来衡量配电网络黑启动重构方法的优劣，有效平衡了分布式电源和负荷恢复之间的矛盾统一关系，通过线性规划优化对配电网络黑启动重构来确定失电节点的恢复顺序并优化恢复路径，缩短重要负荷恢复时间和停电损失。

技术领域

本发明涉及配电网络重构技术领域，更具体地，涉及一种基于最小化期望停电损失的配电网络黑启动重构方法。

背景技术

配电网络重构是配电网自愈控制的重要手段。常规的配电网络重构按照是否发生故障可以分为优化重构和故障恢复重构两种情况，起到优化配电网络运行结构和保障供电可靠性的作用。

随着分布式电源的渗透率和准入功率逐步提高，智能配电网的运行和控制方法有了更多的可操作空间来改善。微电网接入配电网以后，微电网可以以孤岛模式运行，断开与配电网的连接；孤岛运行的微电网具有保障关键负荷及临近区域持续供电的能力。允许计划孤岛存在的配电系统在大面积停电的情况下要保障关键负荷供电，就是利用微电网或分布式电源对配电网络划分形成若干个“孤岛”，尽可能多地将关键负荷划入孤岛内、保障其持续供电，并在故障恢复后再并入配电网内。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于最小化期望停电损失的配电网络黑启动重构方法，将配电网络黑启动重构问题转化为混合整数线性规划问题，采用线性规划优化来求解获得停电损失最小的配电网络黑启动重构方法，有效平衡了分布式电源和负荷恢复之间的矛盾统一关系。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于最小化期望停电损失的配电网络黑启动重构方法，包括以下步骤：

S1.输入原始数据，包括待优化配电网的DG、负荷、线路参数，对于负荷还需提供负荷类型、单位停电损失；

S2.根据工程经验和实际需要确定优化模型的相关参数，包括恢复重构的时间周期、允许同时投入的线路数、系统备用率、负荷波动系数、系统允许的最大频率偏差；

S3.在MATLAB环境下调用Yalmip建立基于最小化期望停电损失的配电网络黑启动重构模型；

S4.在MATLAB环境下调用CPLEX的分支定界法求解基于最小化期望停电损失的配电网络黑启动重构模型，得到待定解，待定解对应配电网中每个时刻的恢复动作；

S5.对待定解对应的恢复动作进行潮流校验，如不满足安全约束，则在Yalmip建立的配电网络黑启动重构模型中添加一个约束条件，设定待定解为非可行解，即让新的优化解不等于原待定解，从而剔除未通过潮流校验的待定解，转向步骤S4，重新寻优；

S6.输出通过潮流校验的待定解对应的恢复动作，即最小化期望停电损失的配电网络黑启动重构方案。

需要指出的是，模型中已经考虑了功率平衡约束、系统备用约束、频率约束等安全约束，由此得到的优化解对应的重构方案一般可以满足潮流约束，因此在优化求解结束后再进行潮流校验，可以避免在模型求解中考虑大量复杂的潮流约束，从而极大地提高模型求解效率。

进一步地，所述的S3步骤具体包括：

S31.明确配电网络黑启动重构模型：假设配电网完全停电，外界输入功率为0，即系统处于“孤岛”状态；假设负荷充电的恢复时间为0；假设线路恢复操作可在一个时段内完成；

S32.建立目标函数：电力系统恢复的目标是最小化事故损失，其中用户停电损失的比重很大；采用经济手段来量化事故损失，以配电网黑启动过程中用户的停电损失来衡量网络重构方案的优劣，建立最小化电力用户期望停电损失的目标函数，表示如下：