CN107221937A - 基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法及系统 - Google Patents

基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及配电网故障后的供电恢复与电压控制领域，具体公开了基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法及系统。该方法针对主动配电网中断线故障，基于主动配电网中储能装置的电能支撑和调压装置的电压调节作用，以线路不过载、电压不越限为原则，利用主动配电网动态网络重构的方法，以主动配电网故障恢复成本最小为目标，实现主动配电网故障后供电的快速恢复，同时针对故障期间储能、DG状态变化实时更新配电网非故障区域负荷供电方案。所提方法充分基于故障期间储能装置的荷电状态、DG消纳状态及可能停电时间制定储能充放电策略，并按此策略协调调压装置调节进行主动配电网动态网络重构，以尽量恢复主动配电网中负荷供电。

Description

基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法及系统
技术领域
本发明涉及主动配电网故障后的供电恢复与电压控制领域，具体涉及基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法及系统。
背景技术
目前，主动配电网故障恢复要求其恢复时间短、切负荷量少、拓扑结构满足安全运行要求；同时，随着清洁能源的并网，DG的故障运行要求增加配电网故障恢复的复杂性，现有故障恢复技术大多基于DG对故障恢复的影响，从切负荷量、故障恢复后网损、故障恢复成本等多方面出发，采用多目标多约束方法对主动配电网故障后恢复策略进行了大量有利讨论；但是，随着主动配电网结构及参与元件的日益丰富，主动配电网故障后恢复依然存在以下几方面的问题，一是，储能装置的“源荷”可变性对主动配电网故障恢复的威胁；二是，主动配电网中拥有丰富的调压资源，但并未充分考虑其故障恢复时的调节能力；三是，主动配电网故障具有一定时长，现有故障恢复仅针对故障时刻配电网的故障恢复问题，并未充分考虑故障期间，DG与负荷时序波动对故障运行状态的安全威胁。
因此，有的学者提出基于可中断负荷与DG参与协调的故障恢复模型，但并未针对故障期间配电网中负荷、DG出力波动时的进一步优化；有的方法采用多阶段式故障恢复，提高了故障恢复效率，但并未基于主动配电网的复杂性；针对含分布式储能的主动配电网单一的网络重构方式或单时刻的故障恢复策略都难以充分保证整个故障期间主动配电网非故障区域的安全供电。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法，该方法利用主动配电网中储能装置的电压支撑能力与调压装置的调节能力，采用配电网动态重构的方法，恢复主动配电网故障状态下非故障区域负荷供电。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法，包括以下步骤：
(1)制定储能装置的充放电策略：根据动配电网故障时储能装置的荷电状态、DG出力消纳状态与负荷需求，评估配电网最大可能停电时长，并制定储能装置的充放电策略；
(2)主动配电网动态网络重构：根据制定的储能装置的充放电策略及调压装置的调节能力，以故障恢复成本最小为目标采用基于生成树的蚁群算法，根据主动配电网中DG与储能供电恢复能力对非故障区域支路开关组合进行优化，求解供电恢复最优路径,并对主动配电网进行动态网络重构；
(3)调压装置的电压优化：当主动配电网动态重构不能保证节点电压安全时，利用调压装置进行网络电压调节，以实现最大程度上恢复主动配电网区域负荷供电。
本发明的有益效果是：含分布式储能集中控制的主动配电网故障后重构及电压控制方法能有效提高主动配电网断线故障后的非故障区域负荷恢复供电，该方法充分利用主动配电网中储能装置的电能支撑能力，配合主动配电网灵活的网络拓扑结构，最大化恢复非故障区域负荷的供电；同时，利用主动配电网中丰富的调压装置，进一步提高主动配电网的电压灵活调节能力，以实现主动配电网故障状态下非故障区域负荷的全部安全供电。此外，本发明所提方法基于主动配电网故障期间储能荷电状态变化、DG出力及负荷波动，制定时序故障恢复方案，具有很强的适应性。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步，所述配电网故障重构及电压控制方法具体包括以下步骤：
(1)主动配电网断线故障时，监测故障期间储能装置的荷电状态、DG出力消纳状态，评估系统故障恢复时间，并制定故障期间储能装置的充放电策略；
(2)依据当前储能充电策略、DG出力消纳状态及负荷需求，采用基于生成树蚁群算法，以不切负荷为原则生成故障后主动配电网的辐射状网络拓扑结构；
(3)校验当前拓扑状态下，主动配电网电压是否满足安全约束条件；
若满足电压安全约束，则进入步骤(5)；
若不满足电压安全约束，则利用调压装置调节；
(4)判断当前拓扑状态下，配电网是否实现安全运行；
若实现安全运行，则进入步骤(5)；
若未实现安全运行，则计算主动配电网切负荷量；
(5)计算主动配电网故障恢复成本，并记录当前系统故障恢复方案的成本最优值及其拓扑结构、储能荷电状态及调压器状态，更新迭代次数；
(6)判断是否达到最大迭代次数；
若未达到最大迭代次数，则返回步骤(2)，生成新的配电网故障恢复可行解；
若达到最大迭代次数，则输出当前时刻主动配电网故障恢复成本的最小值及其拓扑结构、储能荷电状态及调压器状态，更新主动配电网运行时刻；
(7)判断故障是否恢复；
若故障仍未恢复，则返回步骤(1)，基于当前时刻主动配电网各元件状态信息，优化储能装置的充放电策略；
若故障恢复，则退出主动配电网故障期间运行控制方式，恢复正常运行控制手段。
采用上述进一步方案的有益效果是：主动配电网动态重构后利用系统中调压资源进一步改善配电网电压分布，能有效降低主动配电网系统网损，同时大大降低了系统切负荷的风险。实现了故障期间主动配电网非故障区域恢复供电方案的实时监测优化，提高恢复方案的适应性，提高了主动配电网中清洁能源的利用率，最大程度上减少了系统中切负荷量，提高了用户满意度。
进一步，所述步骤(1)的储能装置的荷电状态表达式为：
SOCi,t+1＝SOCi,t+ηch,tΔPch,i,tΔt-ηdis,tΔPdis,i,tΔt
约束条件：
式中，SOCi,t为第i个储能装置在t时刻的荷电状态，ΔPch,i,t，ΔPdis,i,t为第i个储能装置在t时刻的充、放电功率，ηch,t，ηdis,t为充、放电效率，Δt为充放电时长，ΔPch,i,max，ΔPdis,i,max为储能装置的最大充、放电功率，SOCi,min，SOCi,max分别为储能装置允许的最小、最大荷电状态。
进一步，所述步骤(2)的主动配电网动态重构网络具体过程为：
依据当前储能装置选择的充放电策略、DG出力消纳状态及负荷需求，以不切负荷为原则采用基于生成树的蚁群算法寻找主动配电网供电恢复最优路径；
校验当前拓扑状态下，主动配电网电压是否满足安全约束条件；
若满足电压安全约束，则计算主动配电网故障恢复成本，输出当前时刻主动配电网故障恢复成本的最小值及其拓扑结构、储能荷电状态及调压器状态，更新主动配电网运行时刻；
判断故障是否恢复；若故障未恢复，则基于当前时刻主动配电网各元件状态信息，优化储能装置的充放电策略；
若故障恢复，则退出主动配电网故障期间运行控制方式，恢复正常运行控制手段；
若不满足电压安全约束，则利用调压装置进一步调节电压。
进一步，所述步骤(3)的调压装置的电压优化具体过程为：
调节调压器变比来改善支路末端电压水平，同时调节电容器的投切容量以补偿主动配电网线路中的无功缺额；
校验当前拓扑及调压资源控制状态下，主动配电网电压是否满足安全约束条件；
若实现电压安全运行，则计算主动配电网故障恢复成本，输出当前系统故障恢复方案的成本最优值及其拓扑结构、储能荷电状态及调压器状态；
若未实现电压安全运行，则计算主动配电网的切负荷量，输出当前时刻主动配电网故障恢复成本的最小值及其拓扑结构、储能荷电状态及调压器状态，更新主动配电网运行时刻；
判断故障是否恢复；若故障未恢复，则基于当前时刻主动配电网各元件状态信息，优化储能装置的充放电策略；
若故障恢复，则退出主动配电网故障期间运行控制方式，恢复正常运行控制手段。
进一步，所述故障恢复成本表达式为：
式中，C为故障恢复总成本，cE，cS，cK，cC，closs分为储能、支路联络开关、调压器、电容器的单位调节成本，ΔPE为储能的调节容量,ΔMS，ΔMK，ΔMC分为支路联络开关、调压器、电容器的动作次数，closs为网损成本，n为节点总数，Θi为节点i的相邻节点的集合，τij,t为支路ij在t时刻的开关状态，τij,t＝0表示支路断开，τij,t＝1表示支路闭合，rij为支路ij的电阻，iij,t为t时刻流过支路ij的电流，λL为切负荷的惩罚系数，Pi,t为节点i在t时刻的切负荷量,T为停电总时长；
约束条件：
节点功率平衡约束：
式中，PDG,i,t，QDG,i,t分别为t时刻DG在节点i的有功、无功，PESS,i,t，为t时刻储能在节点i的有功出力，QC,i,t为t时刻电容器在节点i的无功补偿量，Pi,t，Qi,t为t时刻节点i的有功、无功，Pin i,t，Qin i,t为t时刻节点i的有功、无功注入量；
有功、无功潮流约束：
式中，Pij,t，Qij,t分别为t时刻支路ij的有功、无功功率，vi,t，vj,t分别为t时刻节点i，节点j的电压幅值，Gij，Bij为ij线路电导、电纳，Bsij为π型等效电路中线路ij的对地电纳；
节点电压约束：
vi,min≤vi,t≤vi,max
式中，vi,min，vi,max为节点电压上、下限；
储能状态约束：
DG出力约束：
0≤PDG,i,t≤PDG,i,max
式中,PDG,i,t为第i个DG在t时刻的出力，PDG,i,max为第i个DG出力上限；
调压器档位约束：
Kmin≤Kt≤Kmax K∈Z
式中，Kt为t时刻调压器的变比值，Kmin为调压器档位调节下限，Kmax为调压器档位调节上限，Z表示整数；
调压器允许动作次数：
0≤ΔMK≤MK,max
式中，MK,max为调压器允许动作的最大次数。
电容器分组投切约束：
QC,min≤QC,i,t≤QC,max
式中，QC,min为电容器投切容量下限，QC,max为电容器投切容量上限，QC,i,t为t时刻节点i无功补偿电容器的投切量。
电容器允许动作次数：
0≤ΔMC≤MC,max
式中，MC,max为电容器允许投切的最大次数。
支路功率约束：
|τij,tPl,t|≤Plmax
式中，Pl,t为t时刻线路l的传输功率，Plmax为线路l的传输功率上限；
主动配电网拓扑放射结构约束：
gk∈G
式中，gk为重构后的网络拓扑结构，G为所有可行辐射状拓扑集合；
支路联络开关约束：
式中，τij,t+1为重构后支路ij开关状态，Ms,max为重构允许开关动作的最大次数。
采用上述进一步方案的有益效果是：基于储能装置的荷电状态及故障点停电时长，及时改变储能装置的充放电策略，利用动态网络重构的方法，针对主动配电网故障，进行故障期间故障恢复方案的时序检验优化，提高了主动配电网故障状态下运行的安全性，最大程度上减少主动配电网切负荷量。
进一步，所述基于生成树的蚁群算法求解过程为：
(1)初始化，根据故障信息设置生成树算法的当前可选支路集合、已选支路集合以及相邻支路连接矩阵；
(2)设置蚁群算法的初始位置，将蚂蚁放置于首端电源节点；
(3)路径选择规则，每只蚂蚁依照轮盘赌规则从可选支路矩阵中选择一条支路作为下一条路径；
(4)将蚂蚁选择的支路增加至已选支路集中，并删除该支路在可选支路矩阵中的信息，更新此支路的首末节点，已选支路数目加1；
(5)循环执行步骤(3)、步骤(4)直至搜索结束，则当前蚂蚁的路径生成搜索结束。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用基于生成树的蚁群算法通过正反馈和分布式协作寻找最优路径，使得所提方法能够快速获得最优解。
此外，本发明还提供基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制系统，包括：故障期间制定储能充放电策略包括的环境状态监测模块、储能荷电状态监测模块、故障评估模块和储能充放电策略决策模块；主动配电网动态重构网络包括的状态监测模块、决策模块、信息交互模块；以及调压装置的电压优化包括的调压资源监测模块、环境监测模块与决策模块；
所述环境状态监测模块，用于获取故障发生期间DG实时出力数据信息、节点负荷实时数据信息；
所述储能荷电状态监测模块，用于监测故障发生期间储能荷电状态变化的实时数据信息、充放电功率信息；
所述故障评估模块，用于获取故障发生的位置及状态信息，评估主动配电网故障可能导致的停电时长；
所述储能充放电策略决策模块，用于根据环境状态监测模块、储能荷电状态监测模块以及故障评估模块传递的信息，综合分析主动配电网状态，制定当前时刻储能装置的充放电策略；
所述状态监测模块，用于实时获取主动配电网中联络开关状态信息，所有元件状态信息、DG出力信息以及节点负荷信息；
所述决策模块，用于根据主动配电网状态监测的实时数据信息，控制联络开关状态，通过动态重构恢复非故障区域负荷的供电状态；
所述信息交互模块，用于接收储能控制策略环节的储能充放电策略，并向调压装置电压优化环节传递主动配电网节点电压状态信息；
以及调压装置的电压优化包括的调压资源监测模块、环境监测模块与决策模块；
所述调压资源监测模块，用于获取当前时刻支路中调压装置的工作状态信息及其安全运行约束；
所述环境监测模块，用于获取当前时刻当前拓扑结构状态下，主动配电网各节点电压分布状态信息；
所述决策模块，用于根据调压资源监测模块与环境监测模块中获取的调压装置的工作状态信息与主动配电网各节点电压分布状态信息，做出调压装置的动作行为决策。
采用上述进一步方案的有益效果是：实现了对主动配电网中各元件的实时有效监控，不同功能不同模块相互协调、独立决策，提高了故障处理效率，有效减少了非故障区域的停电时间，降低了主动配电网故障时切负荷量。
附图说明
图1为本发明方法的基本功能框架图；
图2为本发明算例拓扑结构图；
图3为本发明的故障后动态重构及电压控制结构框图；
图4为本发明的储能装置策略选择结构框图；
图5为本发明故障后动态重构结构框图；
图6为本发明的一个实施例流程图；
图7为本发明算例电压对比分析图；
图8为本发明算例清洁能源消纳对比分析图；
图9为本发明方式在故障期间的储能及DG控制图；
图10为本发明方式在故障期间节点电压极限状态分布图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参考图1，图1为本发明基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法的基本功能框架图；该方法包括步骤:(1)制定储能装置的充放电策略：根据动配电网故障时储能装置的荷电状态、DG出力消纳状态与负荷需求，评估配电网最大可能停电时长，并制定储能装置的充放电策略；
(2)主动配电网动态重构网络：根据制定的储能装置的充放电策略及调压装置的调节能力，以故障恢复成本最小为目标采用基于生成树的蚁群算法，根据主动配电网中DG与储能供电恢复能力对非故障区域支路开关组合进行优化，求解供电恢复最优路径,并对主动配电网进行动态网络重构；
(3)调压装置的电压优化：当主动配电网动态重构不能保证节点电压安全时，利用调压装置进行网络电压调节，以实现最大程度上恢复主动配电网区域负荷供电。
该方法分为三个功能步骤：一、储能充放电策略选择，二、动态网络重构，三、网络电压调节；储能充放电策略选择以满足主动配电网故障期间非故障区域供电需求为目标，基于DG消纳状态、储能荷电状态变化及停电时间制定储能充放电策略；动态网络重构以主动配电网故障恢复的调节成本最小为目标，其目标函数由储能、联络支路开关、调压器及电容器的调节成本，网损及切负荷量的经济惩罚项构成，包含了功率平衡约束、潮流约束、节点电压约束、储能状态约束、DG出力约束、调压器与电容器的安全约束以及主动配电网拓扑结构约束，恢复故障期间非故障区域负荷供电；网络电压调节以主动配电网切负荷量最小为目标，进一步优化系统电压分布，保障故障期间主动配电网的安全运行。
所述储能装置的荷电状态表达式为：
SOCi,t+1＝SOCi,t+ηch,tΔPch,i,tΔt-ηdis,tΔPdis,i,tΔt
约束条件：
式中，SOCi,t为第i个储能装置在t时刻的荷电状态，ΔPch,i,t，ΔPdis,i,t为第i个储能装置在t时刻的充、放电功率，ηch,t，ηdis,t为充、放电效率，Δt为充放电时长，ΔPch,i,max，ΔPdis,i,max为储能装置的最大充、放电功率，SOCi,min，SOCi,max分别为储能装置允许的最小、最大荷电状态。
根据本申请的一个实施例，所述步骤(2)的主动配电网动态重构网络具体过程为：
依据当前储能装置选择的充放电策略、DG出力消纳状态及负荷需求，以不切负荷为原则采用基于生成树的蚁群算法寻找主动配电网供电恢复最优路径；
校验当前拓扑状态下，主动配电网电压是否满足安全约束条件；
若满足电压安全约束，则计算主动配电网故障恢复成本，输出当前时刻主动配电网故障恢复成本的最小值及其拓扑结构、储能荷电状态及调压器状态，更新主动配电网运行时刻；
判断故障是否恢复；若故障未恢复，则基于当前时刻主动配电网各元件状态信息，优化储能装置的充放电策略；
若故障恢复，则退出主动配电网故障期间运行控制方式，恢复正常运行控制手段；
若不满足电压安全约束，则利用调压装置进一步调节电压。
根据本申请的一个实施例，所述步骤(3)的调压装置的电压优化具体过程为：
调节调压器变比来改善支路末端电压水平，同时调节电容器的投切容量以补偿主动配电网线路中的无功缺额；
校验当前拓扑及调压资源控制状态下，主动配电网电压是否满足安全约束条件；
若实现电压安全运行，则计算主动配电网故障恢复成本，输出当前系统故障恢复方案的成本最优值及其拓扑结构、储能荷电状态及调压器状态；
若未实现电压安全运行，则计算主动配电网的切负荷量，输出当前时刻主动配电网故障恢复成本的最小值及其拓扑结构、储能荷电状态及调压器状态，更新主动配电网运行时刻；
判断故障是否恢复；若故障未恢复，则基于当前时刻主动配电网各元件状态信息，优化储能装置的充放电策略；
若故障恢复，则退出主动配电网故障期间运行控制方式，恢复正常运行控制手段。
根据本申请的一个实施例，所述故障恢复成本表达式为：
式中，C为故障恢复总成本，cE，cS，cK，cC，closs分为储能、支路联络开关、调压器、电容器的单位调节成本，ΔPE为储能的调节容量,ΔMS，ΔMK，ΔMC分为支路联络开关、调压器、电容器的动作次数，closs为网损成本，n为节点总数，Θi为节点i的相邻节点的集合，τij,t为支路ij在t时刻的开关状态，τij,t＝0表示支路断开，τij,t＝1表示支路闭合，rij为支路ij的电阻，iij,t为t时刻流过支路ij的电流，λL为切负荷的惩罚系数，Pi,t为节点i在t时刻的切负荷量,T为停电总时长；
约束条件：
节点功率平衡约束：
式中，PDG,i,t，QDG,i,t分别为t时刻DG在节点i的有功、无功，PESS,i,t，为t时刻储能在节点i的有功出力，QC,i,t为t时刻电容器在节点i的无功补偿量，Pi,t，Qi,t为t时刻节点i的有功、无功，Pin i,t，Qin i,t为t时刻节点i的有功、无功注入量；
有功、无功潮流约束：
式中，Pij,t，Qij,t分别为t时刻支路ij的有功、无功功率，vi,t，vj,t分别为t时刻节点i，节点j的电压幅值，Gij，Bij为ij线路电导、电纳，Bsij为π型等效电路中线路ij的对地电纳；
节点电压约束：
vi,min≤vi,t≤vi,max
式中，vi,min，vi,max为节点电压上、下限；
储能状态约束：
DG出力约束：
0≤PDG,i,t≤PDG,i,max
式中,PDG,i,t为第i个DG在t时刻的出力，PDG,i,max为第i个DG出力上限；
调压器档位约束：
Kmin≤Kt≤Kmax K∈Z
式中，Kt为t时刻调压器的变比值，Kmin为调压器档位调节下限，Kmax为调压器档位调节上限，Z表示整数；
调压器允许动作次数：
0≤ΔMK≤MK,max
式中，MK,max为调压器允许动作的最大次数。
电容器分组投切约束：
QC,min≤QC,i,t≤QC,max
式中，QC,min为电容器投切容量下限，QC,max为电容器投切容量上限，QC,i,t为t时刻节点i无功补偿电容器的投切量。
电容器允许动作次数：
0≤ΔMC≤MC,max
式中，MC,max为电容器允许投切的最大次数。
支路功率约束：
|τij,tPl,t|≤Plmax
式中，Pl,t为t时刻线路l的传输功率，Plmax为线路l的传输功率上限；
主动配电网拓扑放射结构约束：
gk∈G
式中，gk为重构后的网络拓扑结构，G为所有可行辐射状拓扑集合；
支路联络开关约束：
式中，τij,t+1为重构后支路ij开关状态，Ms,max为重构允许开关动作的最大次数。
参考图2，图2为采用本发明的实例分析的主动配电网系统拓扑结构图；
根据本申请的一个实施例，主动配电网中DG参数配置如表1所示；储能参数配置如表2所示；调压器参数配置如表3所示；电容器参数配置如表4所示。
表1 DG配置参数
表2储能配置参数
表3调压器配置参数
表4电容器配置参数
根据本申请的一个实施例，假设某时刻支路14-15发生断线故障，采用传统故障切除方式、基于重构的故障隔离手段以及本发明所提方式对主动配电网故障后隔离恢复非故障区域供电后系统运行状态分析。
根据本申请的一个实施例，基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法，其中，如图3所示，储能充放电策略选择包括环境状态监测模块、储能荷电状态监测模块、故障评估模块和储能充放电策略决策模块；环境状态监测模块，用于获取故障发生期间DG实时出力数据信息、节点负荷实时数据信息；储能荷电状态监测模块，用于获取故障发生期间储能荷电状态变化实时数据、充放电功率监测；故障评估模块，用于获取故障发生的位置及状态，评估主动配电网故障可能导致的停电时长；储能充放电策略决策模块，主要依据环境状态监测模块、储能荷电状态监测模块、故障评估模块传递的信息，综合分析主动配电网状态，选择当前时刻储能装置的充放电策略；
其中，如图4所示，主动配电网动态重构网络主要包括状态监测模块、决策模块、信息交换模块；状态监测模块，用于实时获取主动配电网中联络开关状态信息，及所有元件状态信息、DG出力信息、节点负荷信息；决策模块，根据主动配电网状态监测的实时数据信息，控制联络开关状态，通过动态重构恢复非故障区域负荷的供电状态；信息交互模块，用于接收储能控制策略环节的储能充放电策略，并向调压装置电压优化环节传递配电网节点电压状态；
其中，如图5所示，网络电压调节包括调压资源监测模块、环境监测模块与决策模块；调压资源监测模块，用于获取当前时刻支路中调压器与电容器的工作状态信息及其安全运行约束；环境监测模块，用于获取当前时刻当前拓扑结构状态下，配电网各节点电压分布状态；决策模块，用于根据调压资源监测模块与环境监测模块中获取的调压装置状态信息与主动配电网运行信息，做出调压装置的动作行为决策。
参考图6，图6为本发明的一个实施例的流程图；
在步骤S1中，随机设定主动配电网故障线路；
根据本申请的一个实施例，主动配电网中包含光伏发电、风力发电机、负荷、储能、调压装置(调压器和电容器)。
在步骤S2中，根据主动配电网运行要求，结合储能荷电状态、DG消纳状态、及停电时长，制定储能的充放电策略；
根据本申请的一个实施例，依据当前储能装置的荷电状态、DG消纳状态、负荷需求及故障导致的可能停电时长，选择储能的充放电策略，储能充放电策略，具体如下表5所示：
表5储能控制策略
该策略保证了储能装置安全运行基础上对主动配电网故障期间的电能支撑作用，又避免了故障期间主动配电网清洁能源的浪费，实现了主动配电网安全经济运行。
例如：假设某时刻，主动配电网中DG消纳状态、储能荷电状态与故障可能停电时长的实时状态如下表6所示：
表6主动配电网故障实时情况
根据表6中DG消纳状态、储能荷电状态与故障可能停电时长的实时情况，储能充放电策略决策模块可判定：此时主动配电网中“DG未完全消纳，未来可能停电时间较长”，根据上述情况，结合表1所列储能策略，储能装置选择充电状态，在保证主动配电网非故障区域负荷供电的同时尽可能消纳清洁能源。
在步骤S3中，采用基于生成树蚁群算法获取故障配电网的可行辐射状拓扑网络结构；
根据本申请的一个实施例，故障配电网的动态网络重构以主动配电网故障恢复的调节成本最小为目标，其目标函数由储能、联络支路开关、调压器及电容器的调节成本，网损及切负荷量的经济惩罚项构成，包含了功率平衡约束、潮流约束、节点电压约束、储能状态约束、DG出力约束、调压器与电容器的安全约束以及主动配电网拓扑结构约束；
其中，对主动配电网中储能可行性核算是指核算充放电功率及荷电状态是否满足安全约束；对DG可行性核算是指核算有功功率发出量是否满足潮流安全约束；对拓扑结构可行性核算是指核算辐射状拓扑状态是否满足辐射性拓扑结构要求；对馈线联络开关核算可行性是指核算其动作总次数是否满足开关安全动作约束；对调压器与电容器核算可行性是指核算其安全容量以及调节次数是否满足安全约束；
在步骤S4中，主动配电网动态重构后，网络调压获取当前配电网的节点电压状态信息，以主动配电网切负荷量最小为目标设定调压器和电容器调压策略，进一步优化系统电压分布。
根据本申请的一个实施例，网络调压获取主动配电网动态重构后节点电压状态信息，结合当前调压器与电容器状态，制定调压策略，以减少主动配电网切负荷总量。
在步骤S5和S6中，判断当前主动配电网运行是否满足安全约束，并计算系统切负荷总量；若满足安全运行，且故障恢复成本最低，则实现了主动配电网故障后最优控制；若不满足安全运行，且未达到最大迭代次数，则返回步骤S3寻找新的故障恢复可行方案。
在步骤S7中，判断当前主动配电网故障是否恢复；若故障恢复，则退出故障期间配电网运行控制；若故障未恢复，以15min为周期，返回步骤S2，更新主动配电网故障运行控制方案。
参考图7，图7为采用传统故障切除方式、基于重构的故障隔离手段以及本发明的基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法在主动配电网故障后进行实例分析的主动配电网电压对比图；
根据图7所示3中控制手段下，故障时刻主动配电网节点电压分布情况为：传统故障切除方式下，当支路14-15发生故障后，由于主动配电网为单电源供电，故仅能切除故障后所有非故障区域负荷，节点15、16、17、18全部失负荷；基于重构的故障隔离手段，由于主动配电网灵活的拓扑结构，当支路14-15发生故障后，可以将支路15-16及非故障支路通过联络开关接入其他支路，保证非故障区域供电，但经网络重构后部分节点电压低于配电网低电压安全极限0.95p.u，为保证主动配电网安全运行，仍需切除部分节点负荷量；本发明的基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法与传统控制手段，利用网络重构恢复非故障区域负荷后，利用储能装置与主动配电网中的调压资源，调节节点电压，保证主动配电网的安全运行的同时尽可能减少切负荷量。
参考图8，图8为采用传统故障切除方式、基于重构的故障隔离手段以及本发明的基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法下主动配电网弃风弃光及切负荷量。
根据图8所示3中控制手段下，故障时刻主动配电网中弃风弃光及切负荷量：传统故障切除方式下，当支路14-15发生故障后，主动配电网切负荷总量为494.08kW，DG的削减量为119.99kW；基于重构的故障隔离手段，利用主动配电网灵活的拓扑结构，将非故障支路通过联络开关接入其他支路，保证非故障区域供电，为保证主动配电网电压安全，仍需要切除负荷494.08kW，削减DG119.99kW；本发明的基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法与传统控制手段，利用网络重构、储能装置及调压资源，恢复非故障区域供电调节系统电压，此时主动配电网切负荷总量为0，DG的削减量为5.49kW。
参考图9，图9为采用本发明的基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法后主动配电网故障期间，储能装置的充放电状态及DG的削减量。根据本申请的一个实施例，在故障停电的90min里，采用本发明所提方法，全故障期间无负荷削减，仅在故障前期有少量弃风弃光，且储能装置处于安全运行状态。
参考图10，图10为采用本发明的基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制后主动配电网故障期间，主动配电网节点电压极限状态分布。根据本申请的一个实施例，在故障停电的90min里，采用本发明所提方法，主动配电网电压一直处于安全运行状态。
本发明的故障后重构及电压调节方法概括为：主动配电网发生断线故障时，挖掘储能装置的支撑作用，根据故障时刻储能装置的荷电状态、DG消纳状态及配电网故障可能停电时长选择储能装置的充放电策略；利用主动配电网灵活的网络拓扑结构采用动态重构手段，快速恢复非故障区域负荷供电；充分利用主动配电网中的调压资源，当重构后系统不满足电压安全运行约束时，调节调压资源，尽可能实现主动配电网安全运行减少切负荷量；同时在配电网故障期间，以15min为周期，对主动配电网非故障区域负荷供电恢复方案进行修正，以保证储能装置安全运行的同时最大化提高主动配电网恢复供电的能力。
本发明方法实现的主要过程包括提出故障时储能装置的充放电策略，利用动态网络重构恢复非故障区域供电，利用调压资源进一步优化配电网电压分布，实现配电网故障时切负荷量最小化。
本发明在搭建系统模型时，基于储能装置“源荷”的可变性，制定适用于故障期间的储能充放电策略，针对配电网故障时长与DG出力、负荷波动状态合理选择储能的策略；利用基于生成树的蚁群算法实现主动配电网故障时的快速动态重构；最后采用调压器与电容器配电网进一步优化重构后配电网电压分布，最小化系统故障时的切负荷量，减少用户停电时间提高满意度。
非故障区域负荷供电恢复方面，对于主动配电网断线故障，若采用单一的网络重构来恢复非故障区域负荷供电，一般难以实现非故障区域的全部恢复，且受储能装置充放电状态影响较大，若储能仍属于充电状态，则可能进一步加大配电网重构难度；此外，现有配电网故障恢复手段大多为单次控制策略，未充分基于故障期间配电网时序安全运行状态。因此，本发明充分基于整个故障期间主动配电网非故障区域的负荷供电，基于故障期间储能的充放电策略，采用动态重构与调压资源相结合的方法，既减少配电网的切负荷量，又有效控制了配电网故障调节成本，其具体含义如下：
储能策略选择：基于储能装置的“源荷”的可选择性，主动配电网故障期间基于DG出力的波动性与故障停电时间，选择储能装置的充放电策略，以提高主动配电网非故障区域负荷供电量，同时减少清洁能源弃风弃光量。
非故障区域恢复：采用基于生成树的蚁群算法实现主动配电网动态网络重构，同时利用主动配电网中调压资源进一步优化系统电压分布，尽可能减少系统切负荷量，以实现最小调节成本的非故障区域负荷供电的快速恢复。基于故障期间主动配电网中非故障区域负荷供电的时序优化，储能荷电状态改变、DG出力、节点负荷波动时，及时调整储能充放电策略、优化负荷供电方案，在最小调节成本的基础上实现主动配电网的安全运行。
本发明涉及配电网故障后的供电恢复与电压控制领域，具体公开了基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法。该方法针对主动配电网中断线故障，基于主动配电网中储能装置的电能支撑和调压装置的电压调节作用，以线路不过载、电压不越限为原则，利用主动配电网动态网络重构的方法，以主动配电网故障恢复成本最小为目标，实现主动配电网故障后供电的快速恢复，同时针对故障期间储能、DG状态变化实时更新配电网非故障区域负荷供电方案。所提方法充分基于故障期间储能装置的荷电状态、DG消纳状态及可能停电时间制定储能充放电策略，并按此策略协调调压装置调节进行主动配电网动态网络重构，以尽量恢复主动配电网中负荷供电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制定储能装置的充放电策略：根据动配电网故障时储能装置的荷电状态、DG出力消纳状态与负荷需求，评估配电网最大可能停电时长，并制定储能装置的充放电策略；
(2)主动配电网动态网络重构：根据制定的储能装置的充放电策略及调压装置的调节能力，以故障恢复成本最小为目标采用基于生成树的蚁群算法，根据主动配电网中DG与储能供电恢复能力对非故障区域支路开关组合进行优化，求解供电恢复最优路径,并对主动配电网进行动态网络重构；
(3)调压装置的电压优化：当主动配电网动态重构不能保证节点电压安全时，利用调压装置进行网络电压调节，以实现最大程度上恢复主动配电网区域负荷供电。
2.根据权利要求1所述的基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法，其特征在于，所述步骤(1)的储能装置的荷电状态表达式为：
SOCi,t+1＝SOCi,t+ηch,tΔPch,i,tΔt-ηdis,tΔPdis,i,tΔt
约束条件：
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <mi>&amp;Delta;</mi> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mi>h</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <mi>&amp;Delta;</mi> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mi>h</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;P</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;P</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>i</mi> <mi>s</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>SOC</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>min</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>SOC</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>SOC</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
式中，SOCi,t为第i个储能装置在t时刻的荷电状态，ΔPch,i,t和ΔPdis,i,t分别为第i个储能装置在t时刻的充电功率和放电功率，ηch,t和ηdis,t分别为充电效率和放电效率，Δt为充放电时长，ΔPch,i,max和ΔPdis,i,max分别为储能装置的最大充电功率和放电功率，SOCi,min和SOCi,max分别为储能装置允许的最小荷电状态和最大荷电状态。
3.根据权利要求1所述的基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法，其特征在于，所述步骤(2)的主动配电网动态重构网络具体过程为：
依据当前储能装置选择的充放电策略、DG出力消纳状态及负荷需求，以不切负荷为原则采用基于生成树的蚁群算法寻找主动配电网供电恢复最优路径；
校验当前拓扑状态下，主动配电网电压是否满足安全约束条件；
若满足电压安全约束，则计算主动配电网故障恢复成本，输出当前时刻主动配电网故障恢复成本的最小值及其拓扑结构、储能荷电状态及调压器状态，更新主动配电网运行时刻；
判断故障是否恢复：若故障未恢复，则基于当前时刻主动配电网各元件状态信息，优化储能装置的充放电策略；
若故障恢复，则退出主动配电网故障期间运行控制方式，恢复正常运行控制手段；
若不满足电压安全约束，则利用调压装置进一步调节电压。
4.根据权利要求1所述的基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法，其特征在于，所述步骤(3)的调压装置的电压优化具体过程为：
调节调压器变比来改善支路末端电压水平，同时调节电容器的投切容量以补偿主动配电网线路中的无功缺额；
校验当前拓扑及调压资源控制状态下，主动配电网电压是否满足安全约束条件；
若实现电压安全运行，则计算主动配电网故障恢复成本，输出当前系统故障恢复方案的成本最优值及其拓扑结构、储能荷电状态及调压器状态；
若未实现电压安全运行，则计算主动配电网的切负荷量，输出当前时刻主动配电网故障恢复成本的最小值及其拓扑结构、储能荷电状态及调压器状态，更新主动配电网运行时刻；
判断故障是否恢复：若故障未恢复，则基于当前时刻主动配电网各元件状态信息，优化储能装置的充放电策略；
若故障恢复，则退出主动配电网故障期间运行控制方式，恢复正常运行控制手段。
5.根据权利要求1所述的基于分布式储能的配电网故障重构及电压调节方法，其特征在于，所述故障恢复成本表达式为：
<mrow> <mi>min</mi> <mi> </mi> <mi>C</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>c</mi> <mi>E</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;Delta;P</mi> <mi>E</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mi>S</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;Delta;M</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mi>K</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;Delta;M</mi> <mi>K</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mi>C</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;Delta;M</mi> <mi>C</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>&amp;Theta;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </munder> <msub> <mi>&amp;tau;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>L</mi> </msub> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>t</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>T</mi> </munderover> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> </mrow>
式中，C为故障恢复总成本，cE，cS，cK，cC，closs分为储能、支路联络开关、调压器、电容器的单位调节成本，ΔPE为储能的调节容量,ΔMS，ΔMK，ΔMC分别为支路联络开关、调压器、电容器的动作次数，closs为网损成本，n为节点总数，Θi为节点i的相邻节点的集合，τij,t为支路ij在t时刻的开关状态，τij,t＝0表示支路断开，τij,t＝1表示支路闭合，rij为支路ij的电阻，iij,t为t时刻流过支路ij的电流，λL为切负荷的惩罚系数，Pi,t为节点i在t时刻的切负荷量,T为停电总时长；
约束条件：
节点功率平衡约束：
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>E</mi> <mi>S</mi> <mi>S</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msubsup> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>C</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msubsup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
式中，PDG,i,t，QDG,i,t分别为t时刻DG在节点i的有功、无功，PESS,i,t为t时刻储能在节点i的有功出力，QC,i,t为t时刻电容器在节点i的无功补偿量，Pi,t，Qi,t为t时刻节点i的有功、无功，Pin i,t，Qin i,t为t时刻节点i的有功、无功注入量；
有功、无功潮流约束：
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mstyle> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>&amp;Theta;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </munder> <msub> <mi>&amp;tau;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> </mstyle> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msubsup> <mi>v</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> <msub> <mi>G</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>v</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>v</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>(</mo> <msub> <mi>G</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mstyle> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>&amp;Theta;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </munder> <msub> <mi>&amp;tau;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> </mstyle> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>v</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>(</mo> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mn>2</mn> </mfrac> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <msub> <mi>v</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>v</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>(</mo> <msub> <mi>G</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
式中，Pij,t，Qij,t分别为t时刻支路ij的有功、无功功率，vi,t，vj,t分别为t时刻节点i，节点j的电压幅值，Gij，Bij为ij线路电导、电纳，Bsij为π型等效电路中线路ij的对地电纳；
节点电压约束：
vi,min≤vi,t≤vi,max
式中，vi,min，vi,max为节点电压上、下限；
储能状态约束：
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>SOC</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>min</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>SOC</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>SOC</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
DG出力约束：
0≤PDG,i,t≤PDG,i,max
式中,PDG,i,t为第i个DG在t时刻的出力，PDG,i,max为第i个DG出力上限；
调压器档位约束：
Kmin≤Kt≤Kmax K∈Z
式中，Kt为t时刻调压器的变比值，Kmin为调压器档位调节下限，Kmax为调压器档位调节上限，Z表示整数；
调压器允许动作次数：
0≤ΔMK≤MK,max
式中，MK,max为调压器允许动作的最大次数。
电容器分组投切约束：
QC,min≤QC,i,t≤QC,max
式中，QC,min为电容器投切容量下限，QC,max为电容器投切容量上限，QC,i,t为t时刻节点i无功补偿电容器的投切量。
电容器允许动作次数：
0≤ΔMC≤MC,max
式中，MC,max为电容器允许投切的最大次数；
支路功率约束：
|τij,tPl,t|≤Plmax
式中，Pl,t为t时刻线路l的传输功率，Plmax为线路l的传输功率上限；
主动配电网拓扑放射结构约束：
gk∈G
式中，gk为重构后的网络拓扑结构，G为所有可行辐射状拓扑集合；
支路联络开关约束：
<mrow> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>n</mi> </mrow> </munder> <mo>|</mo> <msub> <mi>&amp;tau;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;tau;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>|</mo> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>M</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow>
式中，τij,t+1为重构后支路ij开关状态，Ms,max为重构允许开关动作的最大次数。
6.根据权利要求1所述的基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制方法，其特征在于，所述基于生成树的蚁群算法求解过程为：
(1)初始化，根据故障信息设置生成树算法的当前可选支路集合、已选支路集合以及相邻支路连接矩阵；
(2)设置蚁群算法的初始位置，将蚂蚁放置于首端电源节点；
(3)路径选择规则，每只蚂蚁依照轮盘赌规则从可选支路矩阵中选择一条支路作为下一条路径；
(4)将蚂蚁选择的支路增加至已选支路集中，并删除该支路在可选支路矩阵中的信息，更新此支路的首末节点，已选支路数目加1；
(5)循环执行步骤(3)、步骤(4)直至搜索结束，则当前蚂蚁的路径生成搜索结束。
7.基于分布式储能的配电网故障重构及电压控制系统，其特征在于，包括：制定储能充放电策略包括的环境状态监测模块、储能荷电状态监测模块、故障评估模块和储能充放电策略决策模块；主动配电网动态重构网络包括的状态监测模块、决策模块、信息交互模块；以及调压装置的电压优化包括的调压资源监测模块、环境监测模块与决策模块；
所述环境状态监测模块，用于获取故障发生期间DG实时出力数据信息、节点负荷实时数据信息；
所述储能荷电状态监测模块，用于监测故障发生期间储能荷电状态变化的实时数据信息、充放电功率信息；
所述故障评估模块，用于获取故障发生的位置及状态信息，评估主动配电网故障可能导致的停电时长；
所述储能充放电策略决策模块，用于根据环境状态监测模块、储能荷电状态监测模块以及故障评估模块传递的信息，综合分析主动配电网状态，制定当前时刻储能装置的充放电策略；
所述状态监测模块，用于实时获取主动配电网中联络开关状态信息，所有元件状态信息、DG出力信息以及节点负荷信息；
所述决策模块，用于根据主动配电网状态监测的实时数据信息，控制联络开关状态，通过动态重构恢复非故障区域负荷的供电状态；
所述信息交互模块，用于接收储能控制策略环节的储能充放电策略，并向调压装置电压优化环节传递主动配电网节点电压状态信息；
以及调压装置的电压优化包括的调压资源监测模块、环境监测模块与决策模块；
所述调压资源监测模块，用于获取当前时刻支路中调压装置的工作状态信息及其安全运行约束；
所述环境监测模块，用于获取当前时刻当前拓扑结构状态下，主动配电网各节点电压分布状态信息；
所述决策模块，用于根据调压资源监测模块与环境监测模块中获取的调压装置的工作状态信息与主动配电网各节点电压分布状态信息，做出调压装置的动作行为决策。
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