[发明专利]一种柔性配电网的最大供电能力计算方法

摘要

本发明公开了一种柔性配电网的最大供电能力计算方法，步骤一、建立柔性配电网TSC数学模型；步骤二、将第一步的数学模型进行变形输入到线性规划软件中进行求解；步骤三、对求解方法做进一步处理，使得达到TSC时各馈线负荷不出现重载或者轻载的情况，进而得到柔性配电网TSC均衡数学模型。与现有技术相比，本发明通过传统的N‑1故障校验仿真验证了模型的准确性；已应用于国内外多端柔性闭环中压配电网示范工程的可研论证中，在示范工程中具有实际的指导意义。

主权项

1.一种柔性配电网的最大供电能力计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、建立柔性配电网TSC数学模型，包括：目标函数，表示如下：Max L_TSC＝∑S_i                     (1)式(1)表示TSC为柔性配电网所有主变负荷S_i之和的最大值，即所求柔性配电网最大供电能力；等式约束，表示如下：式(2)中子式一为馈线负荷分配等式约束，表示主变i的馈线m的总负荷，根据与馈线m相连的对端馈线负荷裕度的高低，柔性开闭站FSS将馈线m的负荷按需连续分成几部分，其中每一部分转带给不同的馈线，所有转带出去的负荷之和等于该馈线的总负荷；式(2)中子式二为主变‑馈线负荷等式约束，表示主变i所带的负荷等于其母线上所出的所有馈线负荷之和；式(2)中子式三为主变‑馈线负荷转带等式约束，表示主变i发生N‑1故障时转带给主变j的负荷是通过与两台主变相连的馈线之间的负荷转带完成的；不等式约束，表示如下：式(3)中子式一为馈线负荷‑FSS容量不等式约束，表示主变i的馈线m发生N‑1故障后，其馈线m所带的负荷必须不大于FSS的端口容量；式(3)中子式二为馈线N‑1不等式约束，表示主变i的馈线m发生N‑1故障后，其负荷通过与FSS联络的馈线转带给出自主变j的馈线n，负荷转带后馈线n不能过载；式(3)中子式三为主变间负荷转带约束，表示主变j接受故障主变i的转移负荷后不超过主变j的α倍额定容量，允许主变短时过载，α为主变短时过载系数；上述公式中各参数含义说明：FSS表示柔性开闭站；L_TSC为TSC值；S_i表示主变i所带的负荷；表示第I个FSS的端口容量，假定FSS的每个端口容量都一样；表示出自主变i的馈线m所带负荷；表示出自主变i的馈线m在发生N‑1故障时向出自主变j的馈线n转移的负荷；表示出自主变j的馈线n的馈线容量；S_i,j表示发生N‑1故障时，主变i向主变j转移的负荷；S_j,max表示主变j的额定容量；Φ_(i)表示所有出自主变i的馈线集合；Φ_(I)表示所有与第I个FSS相连的馈线集合；Φ_(f)为通过第I个FSS与馈线m相联络且属于主变j的馈线集合；iΩj为主变i通过第I个FSS与主变j相连；α表示主变过载系数；步骤二、得到柔性配电网TSC求解方法：将第一步的数学模型进行变形输入到线性规划软件中进行求解，这里引入以下矩阵：(a)主变联络矩阵C^t，其为阶矩阵，为主变数量，矩阵元素表示第i台主变与第j台主变的联络关系，当主变存在联络关系时否则当i＝j时，(b)馈线联络矩阵C^f，其为阶矩阵，为馈线数量，矩阵元素表示第m回馈线与第n回馈线间的联络关系，当馈线间存在联络关系时否则当m＝n时，(c)主变容量矩阵R^t，其为阶矩阵，矩阵元素S_j,max表示主变j的额定容量。(d)馈线容量矩阵R^f，其为阶矩阵，矩阵元素表示主变j的馈线n的额定容量。(e)FSS容量矩阵R^FSS，其为阶矩阵，为FSS数量，矩阵元素表示第I个FSS的容量；因此，计算柔性配电网TSC方法如下：目标函数与步骤一相同；等式约束(2)式变形为：式(4)中子式一为馈线负荷分配等式约束，表示主变i的馈线m的总负荷，根据与馈线m相连的对端馈线负荷裕度的高低，FSS将馈线m的负荷按需连续分成几部分，其中每一部分转带给不同的馈线，所有转带出去的负荷之和等于该馈线的总负荷；式(4)中子式二为主变‑馈线负荷等式约束，表示主变i所带的负荷等于其母线上所出的所有馈线负荷之和；式(4)中子式三为主变‑馈线负荷转带等式约束，表示主变i发生N‑1故障时转带给主变j的负荷是通过与两台主变相连的馈线之间的负荷转带完成的；不等式约束(3)式变形为：式(5)中子式一为馈线负荷‑FSS容量不等式约束，表示主变i的馈线m发生N‑1故障后，其馈线m所带的负荷必须不大于FSS的端口容量；式(5)中子式二为馈线N‑1不等式约束，表示主变i的馈线m发生N‑1后，其负荷通过与FSS联络的馈线转带给出自主变j的馈线n，负荷转带后馈线n不能过载；式(5)中子式三为主变间负荷转带约束，表示主变j接受故障主变i的转移负荷后不超过主变j的α倍额定容量，允许主变短时过载，α为主变短时过载系数；上述变形后的模型参数与变形前的定义一样，此外与FSS相联络的馈线和主变，在C^f和C^t两个联络矩阵中，相对应的元素全是1；步骤三、对求解方法做进一步处理，使得达到TSC时各馈线负荷不出现重载或者轻载的情况，进而得到柔性配电网TSC均衡数学模型：将馈线负荷的均衡度作为目标函数：其中，D_VLR表示馈线负荷的方差；表示馈线负荷的平均值；结合将计算模型的目标函数(1)式作为均衡模型的约束条件，其余约束(4)～(5)式条件不变，即可求得均衡模型下，柔性配电网达到TSC时的馈线负荷均衡分布结果。