CN105550455B - 一种适用于主动配电网的运行态势仿真方法 - Google Patents

一种适用于主动配电网的运行态势仿真方法 Download PDF

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Abstract

一种适用于主动配电网的运行态势仿真方法，根据需要生成仿真断面并设置仿真场景包括仿真参数、预想故障事件、检修计划、分布式电源发电和负荷的预测结果等，通过快速仿真功能完成连续多个断面的仿真，在仿真过程中考虑故障状态下的自愈控制和非故障状态下适用于主动配电网的全局优化控制，最后统计配电网运行关键指标得到配电网运行态势曲线。本发明提出的方法能够仿真故障自愈和优化控制策略对含分布式电源配电网的运行态势造成的影响，对于掌握配电网运行态势并合理制定运行计划，具有重要的研究和应用价值。

Description

一种适用于主动配电网的运行态势仿真方法
技术领域
本发明属于配电网工程技术领域，涉及一种适用于主动配电网的运行态势仿真方法，通过生成多个仿真场景实现连续、快速仿真，在仿真过程中考虑故障状态下的自愈控制和非故障状态下适用于主动配电网的全局优化控制，统计配电网运行关键指标得到配电网运行态势曲线，研究故障自愈和全局优化控制策略对含分布式电源主动式配电网运行态势的影响。
背景技术
主动配电网(Active Distribution Networks)是在传统配电网中加入大量分布式电源，并主动研究配电网运行控制策略，全方位提高解决配电侧兼容大规模间歇式可再生能源接入问题，实现对各类可再生能源的主动消纳及多级协调利用，最终促进电能低碳化转变及电网资产利用效率的大幅提高。
配电网仿真针对配电网运行状态，设置一系列扰动或者状态变化(包括故障或者分布式电源出力变化)等情景，自动计算配电网实际运行状态和优化控制策略。配电网仿真对于分析故障和分布式电源运行状态变化对配电网运行状态的影响，了解馈线自动化、自愈控制、优化控制的动作原理和控制策略，具有重要意义。
配电网运行态势是表征配电网运行水平的一系列关键数据和评价指标，了解和掌握配电网运行态势对于合理制定配电网运行计划，预防可能出现的运行风险，具有重要意义。
目前，在含分布式电源的配电网运行和仿真应用中，存在如下问题：
(1)目前仿真通常基于静态场景和静态数据，缺少仿真连续多个仿真场景的仿真工具，不利于了解配电网和主动式配电网的连续运行状态；
(2)缺少同时考虑故障自愈控制以及优化控制的仿真工具，无法在仿真过程中自动考虑实行故障自愈控制和分布式电源优化控制，不利于了解自动化控制技术对配电网整体运行态势的影响。
(3)缺少能够仿真配电网运行态势的仿真工具，不利于深入了解电网运行状态并防范可能出现的运行风险。
为了能够对含分布式电源配电网的运行态势进行连续仿真，并在仿真过程中考虑采用故障自愈以及主动配电网运行优化等自动化控制技术后配电网的运行态势变化，本发明提出了一种适用于主动配电网的运行态势仿真方法。本发明提出的内容可以对含分布式电源主动式配网的运行态势进行仿真，在仿真过程中考虑故障自愈控制和优化控制策略，生成配电网的运行态势曲线供辅助决策使用。本发明提出的内容对于了解采取自愈控制和主动式配电网全局优化控制对配电网运行态势产生的影响、根据仿真结果合理制定配电网调度和运行策略，具有重要的指导意义和实用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有含分布式电源的配电网运行和仿真应用缺少在仿真过程中考虑故障自愈以及主动配电网运行优化等自动化控制策略、能够对一段时间内配电网的运行态势进行连续、快速仿真的仿真工具。
本发明提出一种适用于主动配电网的运行态势仿真方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)设置仿真断面集合；
(2)为仿真断面设置预想故障事件和检修事件；
(3)为仿真断面设置预测数据；
(4)装载快速仿真设置；
(5)启动快速仿真；
(6)若存在未完成仿真的断面，转步骤(7)，否则转步骤(14)；
(7)装载待仿真断面；
(8)设置断面运行方式；
(9)对主动配电网进行潮流计算；
(10)若有预想故障发生，转步骤(11)，否则转步骤(12)；
(11)进行主动配电网自愈控制，统计故障影响；
(12)进行主动配电网运行优化控制；
(13)统计当前断面主动配电网运行指标，并返回步骤(6)；
(14)绘制并输出仿真过程主动配电网运行指标变化曲线。
本发明的有益效果是：在对配电网运行状态进行仿真时，考虑故障自愈和主动配电网运行优化控制策略，连续快速地对仿真含分布式电源的运行态势进行自动化仿真，有效提高研究智能配电网故障自愈以及主动式配电网运行优化控制对配电网运行态势的仿真效率，对于根据仿真结果合理制定配电网调度和运行策略具有指导意义和实用价值。
附图说明
图1为所述适用于主动配电网的运行态势仿真方法的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
本发明的工作原理是：对含分布式电源的配电网的多个断面(即某时刻电网完整的潮流分布和运行状态，决定了电网某时刻的运行状态)进行连续仿真，根据分布式电源发电预测、负荷预测、配电网检修计划以及预想故障设置每个断面的运行状态，仿真过程中考虑故障自愈控制和主动配电网运行优化控制，并计算表征智能配电网运行态势的关键指标，仿真结束后输出指标变化曲线为配电网运行人员提供辅助决策功能。
如附图1所示为本发明公开的一种适用于主动配电网的运行态势仿真方法流程图，所述运行态势仿真方法包括以下步骤：
(1)设置仿真断面集合；
根据仿真需要设定进行仿真的断面数量以及每个断面对应的时刻，在仿真过程中假定分布式电源的出力和配电网负荷在每个仿真断面中是不变的。其中，断面的选择可以按照典型运行时刻进行选择，比如早上9点，下午2点，以及晚上8点等；也可以按照电网运行的特殊状态进行选择，包括电网负荷重的时候，发生故障的时候，分布式电源出力较高的时候。本领域技术人员可以根据仿真需要进行选择。
(2)为仿真断面设置预想故障事件和检修事件；
为每个仿真断面设置发生预想故障信息即预想的故障事件，包括是否发生故障、故障位置、故障类型、持续的时间等；检修事件包括检修起始和结束时间、检修的设备等。
(3)为仿真断面设置预测数据；
对分布式电源的出力和配网负荷大小进行预测，为仿真断面设置分布式电源的出力和配网负荷大小的预测数据；可根据需要对预测结果进行必要的人工修改，并将预测数据设置为仿真断面中分布式电源和配电网负荷的仿真设定值；
(4)装载快速仿真设置；
所述快速仿真设置是指设置多种仿真参数，包括配电网自愈控制参数、全局优化控制参数以及配电网运行指标集等。
配电网自愈控制参数包括自愈控制方法选择和自愈控制相关参数。配电网自愈控制方法包括基于启发式搜索以及基于随机优化的故障重构方法；自愈控制相关参数包括故障定位延时、遥控命令执行延时等。全局优化控制参数包括全局优化控制策略目标选择及优化的范围。全局优化控制策略目标包括以用电成本最低或以线损最小为目标，优化的范围包括当前断面以及连续多个断面。配电网运行指标集包括负荷供电可靠性指标、电压合格率、平均电价、线损率、分布式电源发电量等。
(5)启动快速仿真；
(6)若存在未完成仿真的断面，转步骤(7)，否则转步骤(14)；
(7)装载待仿真断面；
(8)设置断面运行方式；
设置断面运行方式，包括但不局限于根据设备检修计划、根据分布式电源出力和负荷的预测结果设置主动配电网运行方式和运行状态；
(9)对主动配电网进行潮流计算；
(10)若有预想故障发生，转步骤(11)，否则转步骤(12)；
(11)进行故障自愈控制，统计故障影响；
根据仿真参数，调用配电网自愈控制方法如基于启发式搜索或者基于随机优化的故障重构方法进行故障自愈控制，并根据自愈控制参数包括故障定位延时、遥控命令执行延时等，计算故障对配电网运行指标的影响；
(12)进行主动配电网运行优化控制；
根据仿真参数，调用优化控制方法计算具体的优化控制策略并进行优化控制。
(13)统计当前断面配电网运行指标，并返回步骤(6)；
根据仿真参数，统计当前断面内配电网运行指标，如负荷供电可靠性指标、电压合格率、平均电价、线损率、分布式电源发电量等。
(14)结束仿真，输出仿真配电网运行指标变化曲线。
仿真结束，输出指标变化曲线，用于辅助决策使用。所述指标包括但不局限于负荷供电可靠性指标、电压合格率、平均电价、线损率、分布式电源发电量等。指标可以根据需要进一步分类整合成安全类指标、经济运行类指标、节能环保类指标等，其中，安全类的包括供电可靠性指标，电压合格率指标等；经济运行指标包括线损率、平均电价等；节能环保指标包括分布式电源发电量等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种适用于主动配电网的运行态势仿真方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)设置仿真断面集合；
(2)为仿真断面设置预想的故障事件和检修事件；
(3)为仿真断面设置预测数据；所述预测数据是指分布式电源的出力和主动配电网负荷大小的预测数据；将预测数据设置为仿真断面中分布式电源和主动配电网负荷的仿真设定值；
(4)装载快速仿真设置；所述快速仿真设置是指设置多种仿真参数，包括配电网自愈控制参数、故障集设置、全局优化控制参数以及配电网运行指标集；
(5)启动快速仿真；
(6)若存在未完成仿真的断面，转步骤(7)，否则转步骤(14)；
(7)装载待仿真断面；
(8)设置断面运行方式；
(9)对主动配电网进行潮流计算；
(10)若有预想故障发生，转步骤(11)，否则转步骤(12)；
(11)进行主动配电网自愈控制，统计故障影响；
(12)进行主动配电网运行优化控制；
(13)统计当前断面主动配电网运行指标，并返回步骤(6)；
(14)绘制并输出仿真过程主动配电网运行指标变化曲线。
2.根据权利要求1所述的运行态势仿真方法，其特征在于：
在步骤(1)中，设置的仿真断面集合包括设置断面数量以及每个断面对应的时刻，在仿真过程中假定分布式电源的出力和配电网负荷在每个仿真断面中是不变的。
3.根据权利要求1所述的运行态势仿真方法，其特征在于：
在步骤(2)中，所述故障事件包括故障发生时刻、故障位置、故障类型、持续时间；所述检修事件包括检修起始和结束时间、检修的设备。
4.根据权利要求1所述的运行态势仿真方法，其特征在于：
在步骤(4)中，
所述配电网自愈控制参数包括自愈控制方法选择和自愈控制相关参数，配电网自愈控制方法包括但不局限于基于启发式搜索以及基于随机优化的故障重构方法；自愈控制相关参数包括但不局限于故障定位延时、遥控命令执行延时；
所述故障集设置包括故障发生时刻、故障清除时刻；
所述全局优化控制参数包括但不局限于全局优化控制策略目标选择及优化的范围，全局优化控制策略目标是指以用电成本最低或以线损最小为目标，优化的范围包括当前断面以及连续多个断面；
所述配电网运行指标集包括但不局限于负荷供电可靠性指标、电压合格率、平均电价、线损率、分布式电源发电量。
5.根据权利要求1所述的运行态势仿真方法，其特征在于：
在步骤(8)中，设置断面运行方式包括但不局限于根据设备检修计划、根据分布式电源出力和负荷的预测结果设置主动配电网运行方式和运行状态。
6.根据权利要求1所述的运行态势仿真方法，其特征在于：
在步骤(11)中，根据仿真参数，调用配电网自愈控制方法进行故障自愈控制，并根据自愈控制相关参数，计算故障对配电网运行指标的影响。
7.根据权利要求1所述的运行态势仿真方法，其特征在于：
在步骤(12)中，根据仿真参数，调用预先设定的优化控制方法计算配电网具体的优化控制策略并进行优化控制。
8.根据权利要求1所述的运行态势仿真方法，其特征在于：
在步骤(14)中，还需要输出仿真配电网运行指标变化曲线，所述运行指标变化曲线包括但不局限于负荷供电可靠性指标、电压合格率、平均电价、线损率、分布式电源发电量指标的变化曲线。
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