[发明专利]一种含分布式电源的配电网重构和孤岛划分方法

摘要

本发明提出一种含分布式电源的配电网重构和孤岛划分方法，包括以下内容在含分布式电源的配电网重构模型中引入互补约束条件，利用速度快、鲁棒性强的现代内点法进行模型求解；对于可灵活并网或者孤岛运行的分布式电源，根据其供电特性和配电网孤岛运行的特点，建立了计及负荷优先级、可控性/不可控性以及功率平衡约束的配电网孤岛划分模型。与传统通过搜索方法得到的孤岛划分方案相比，本模型采用数学优化技术求解，得到的孤岛方案不需要再进行额外的校验和修正，能够快速、合理地恢复重要负荷的供电，并减少配电系统运行时电能损耗，提高配电网运行的经济性和可靠性。

主权项

一种含分布式电源的配电网重构和孤岛划分方法，其特征在于，包括减少配电网网络损耗和提高配电系统可靠性的优化模型，以及配合该优化模型用于提高配电网可靠性的方法；具体包括以下步骤：步骤1、读取配电网网架结构数据、实时负荷数据、以及分布式电源的出力情况；步骤2、数据的初始处理，计算相应参数的标幺值并进行编号；步骤3、将步骤2得到的数据导入含分布式电源的配电网重构的非线性互补约束模型中；步骤4、对配电网重构的非线性互补约束模型进行计算得到优化后的网络拓扑结构；步骤5、通过可靠性分析得到最有可能出现故障的线路；步骤6、将步骤2得到的数据以及线路故障数据导入含分布式电源的孤岛划分模型中；步骤7、对含分布式电源的孤岛划分模型进行计算得到优化后的孤岛运行方式；所述减少配电网网络损耗和提高配电系统可靠性的优化模型分别以配电系统中网络损耗最小和电力中断时系统所能恢复的最大负荷量作为目标函数，确定网络支路的开关状态；其中，含分布式电源的配电网重构的非线性互补约束模型为minPLoss=Σi∈MlriIi2---(1)]]>含分布式电源的孤岛划分模型为maxPload=Σi=1ndv1i+α1*Σi=1mkv2idv2i+α2*Σi=1rwv3idv3i+Σi=1plv4idv4i+Σi=1qzv5idv5i---(2)]]>式中，Ml为系统中所有支路的集合；i为支路编号；ri为支路i的电阻；Ii为流过支路i的电流；dv1i、dv2i、dv3i、dv4i、dv5i分别表示一级负荷、二级不可控负荷、二级可控负荷、三级不可控负荷以及三级可控负荷的有功负载；n、m、r、p、q分别表示系统中这五种不同负荷的数量；kv2i为0、1变量，0表示二级不可控负荷不接入孤岛，1表示二级不可控负荷接入孤岛，二级不可控负荷的供电系统应尽量做到发生故障时不致中断供电，或中断供电后能迅速恢复；wv3i的取值可在0到1之间变化，表示二级可控负荷为可控节点，负荷接入量可控；lv4i为0、1变量；zv5i的取值可在0到1之间变化，表示三级可控负荷为可控节点，负荷接入量可控；α1和α2分别为二级不可控负荷和二级可控负荷的优先供给权值；所述减少配电网网络损耗和提高配电系统可靠性的优化模型以配电网辐射状约束、线路开关开合约束、计及负荷优先级约束、可控性/不可控性约束以及功率平衡约束为约束条件，所述配电网辐射状、功率平衡约束条件和线路开关开合约束条件包括如下：Σi∈MlSi=N-Ns---(3)]]>Σj∈MlIj-Σi∈MlIi+gu=dk∀k∈Mb∀u∈Mbs---(4)]]>Si(Si‑1)＝0  (5)ε≤Si(Si‑1)≤ε  (6)式中，Si为支路的开关状态变量，0表示开断，1表示闭合；N为系统的节点个数；Ns为系统的变电站节点个数；Mb为系统中所有节点集合；Mbs为变电站出力节点的集合；k为节点的编号；u为变电站节点的编号；gu为变电站节点u的总电流；dk为负荷节点k的负载电流；松弛参数ε将模型转化成常规非线性规划问题；式(3)为系统支路数约束；式(4)为节点功率平衡约束条件，式(5)为开关开断的互补约束条件；式(6)为松弛后的开关开断的互补约束条件。