[发明专利]一种面向弹性提升的主动配电网重构与元件修复协同方法

说明书

本发明公开了一种面向弹性提升的主动配电网重构与元件修复协同方法，1)采用统一重构方法进行重构，实现对非故障区的负荷快速恢复；2)在重构后的拓扑状态下采用全过程故障元件修复方法进行元件修复；3)每进行1次故障元件修复后，对系统拓扑进行更新，并检测是否存在有效重构：符合约束条件且能带来负荷恢复的重构操作，即存在重构操作使得重构之后的系统功能函数值大于重构操作之前的，若存在则采用统一重构方法进行1次重构；如此循环协同进行，直到完成故障恢复。该方法考虑了主动配电网含多分布式电源利于孤岛供电的特性及修复个别故障元件后的重构能快速恢复非故障区域的负荷，能有效地提升主动配电网的弹性，具有较好的工程实用性。

技术领域

本发明涉及配电系统工程技术领域，尤其是面向主动配电网的重构与元件修复协同方法。

背景技术

近年来，包括台风、冰雪、地震等极端自然灾害及恶意人为网络攻击在内的极端事件频发，导致电力系统发生大规模停电事故，造成了巨大的经济损失。电网的弹性定义为系统抵制各种危害，承受初始故障后果，并快速恢复到正常运行状态的能力，强调的是应对极端事件的能力。配电网位于电力系统末端，相较于输电网更为脆弱；且不同于网状拓扑的输电网，配电网大多具有径向树状网络拓扑，及固有的电力资源密度特性，这些使得配电网对强烈干扰更敏感。已证明配电系统是电力基础设施中最脆弱的部分；且配电网直接面向用电用户，是保障社会经济发展和人民生活的基础设施。由此，构建极端扰动后实现快速恢复的弹性配电网成为配电网建设的迫切需要。

极端事件发生前后，弹性电网的故障响应过程分为3个阶段：故障前预防阶段，故障抵御、响应与适应阶段，故障恢复阶段(即运营者组织电网修复并使电网逐渐恢复到正常运行水平的阶段)。恢复力是弹性电网具有的主要特征。电力系统弹性提升的方法与措施分为基础设施措施和运行措施。近年来，对配电网的弹性评估及弹性提升已经开展了一定的研究。然而大多研究面向弹性提升的配电网基础设施规划与加强。基础设施规划措施适用于长远性的弹性提升方法；此外极端恶劣条件下不能保证规划加固的所有组件都仍然完好，因此，在现有配电网基础设施条件下有效的恢复运行措施是配电网弹性提升的关键。

目前，对配电网故障恢复方法的研究已有一定的成果，但大多从拓扑重构和元件修复单方面考虑或者分开考虑进行的，且没有针对极端事件造成的多故障及其弹性提升。弹性电网故障响应过程的故障恢复阶段又可分为3个阶段：准备阶段、网架重构阶段和故障元件修复阶段。极端事件破坏性强，会导致多故障且故障元件修复时间长，传统的先网架重构再进行故障元件修复的方法没有考虑两者之间的全过程协同，导致部分失电负荷需等所有故障元件全部修复后才能恢复供电，使得失电负荷的停电时间长，系统的弹性低。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种面向弹性提升的主动配电网重构与元件修复协同方法，包括如下步骤：

1)采用统一重构方法进行重构，实现对非故障区的负荷快速恢复；

2)在重构后的拓扑状态下采用全过程故障元件修复方法进行元件修复；

3)每进行1次故障元件修复后，对系统拓扑进行更新，并检测是否存在有效重构：符合约束条件且能带来负荷恢复的重构操作，即存在重构操作使得重构之后的系统功能函数值大于重构操作之前的，若存在则采用统一重构方法进行1次重构；如此循环协同进行，直到完成故障恢复。

其中，所述的采用统一重构方法进行重构，实现对非故障区的负荷快速恢复，包括如下步骤：

1)将主动配电网的弹性量化为极端事件下主动配电网的弹性指标R_ADN：