CN108233367A - 含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,包括步骤1分布式发电条件下配电网模型简化,模型建立,模型建立是把原始含DG的配电网转化为边有权值的连通图,边的权值由该条边所接负荷的功率大小、负荷的重要性共同确定,权值可以通过多指标量化评估方法得到,重要性越大,计算得到的权值就越小,相对应负荷的优先权就越高。具有以下优点:提出了一种改进的动态规划算法进行孤岛划分求解,可以准确快速的计算出合理的计划孤岛方案,以最大恢复供电为目标,综合考虑负荷的重要性,能有效地提高问题的求解速度和精度,可为配电网动态规划提供重要的科学依据。
Description
技术领域
本发明涉及电网运行与规划领域,特别是涉及含分布式电源的配电网孤岛划分的规划计算方法。
背景技术
随着分布式发电(Distributed Generation,DG)技术的逐渐成熟,配电网中以各种可再生能源为一次能源的DG逐年增加。DG渗透率的不断提高,配电网的运行方式及管理也更加复杂,现行DG并网规程不允许孤岛运行,要求出现故障或扰动时, DG 必须迅速退出,导致DG对配电网的贡献局限于清洁发电方面。然而DG在发电灵活性等方面的优势并没充分利用,根据电网结构、DG 的位置、发电容量、线路负荷状况等确定孤岛划分方案和控制方法,当配网上级线路故障时,能够依据确定方案对部分或全部负荷持续供电,DG孤岛运行可以迅速地恢复受故障影响的重要负荷的供电,提高系统供电可靠性,通过有效的控制,确保系统安全稳定运行。IEEE 1547-2003也将DG 计划孤岛的实现作为以后的工作重点,IEEEStd.1547.4-2007更是提出了分布式孤岛电力系统的设计、操作和集成指南草案。
孤岛划分是一个非常复杂的综合性课题,它几乎涉及电力系统稳定控制和电力系统继电保护领域的所有研究方向。传统电力系统中,实现孤岛运行首先要满足3个必要条件: 1)发电机同步约束(separation and synchronization constraint,SSC),即岛内发电机必须保持同步运行;2)电力平衡约束(power balance constrain,PBC),即岛内功率基本平衡;3)传输线安全约束(rated value and limit constraint,RLC),即岛内各线路及设备的负荷应在稳态安全约束范围内。由于DG主要由电力电子器件组成,在含分布式发电的配电网孤岛的同步问题并不突出,因此可以不用考虑SSC问题。
上级配电网中出现故障、频率/电压越限和振荡失稳等情况时,主系统供电无法及时恢复,就需要DG 在孤岛模式下运行,不仅可以把电能提供给本地负荷,而且可以把多余的电能反馈给电网。对DG 孤岛模式进行规划,就是预先找到功率平衡的解列点,并在孤岛内安装能量管理系统和控制单元,以保证孤岛的稳定运行。
发明内容
本发明要解决的问题是针对以上不足,提供含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,提出了一种改进的动态规划算法进行孤岛划分求解,可以准确快速的计算出合理的计划孤岛方案,以最大恢复供电为目标,综合考虑负荷的重要性,能有效地提高问题的求解速度和精度,可为配电网动态规划提供重要的科学依据。
为了解决上述问题,本发明采用以下技术方案:
含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,包括步骤1分布式发电条件下配电网模型简化,模型建立,模型建立是把原始含DG 的配电网转化为边有权值的连通图,边的权值由该条边所接负荷的功率大小、负荷的重要性共同确定,权值可以通过多指标量化评估方法得到,重要性越大,计算得到的权值就越小,相对应负荷的优先权就越高;
步骤2含DG 的配电系统最优孤岛划分模型建立,基于步骤1中配电网无向树模型和孤岛划分原则、约束条件,进行含DG 的配电系统最优孤岛划分模型。
进一步的,所述步骤1中的模型建立,配网通常采用辐射状结构,若采用环网结构,则通常情况下为开环运行,可将配电网看成是以系统侧电源为根节点,以负荷为叶节点的树,DG作为分散的电源接入系统,可看成是增加了具有电源性质的叶节点;
DG的接入方式可分为通过变电站母线接入和通过馈线接入。
进一步的,所述配网的简化模型有三种类型的节点:①母线构成的节点;②负荷构成的节点;③DG构成的节点。配网的简化模型有三种类型的边:①母线节点之间的连线构成的边;②母线节点和DG 节点的连线构成的边;③母线节点和负荷节点的连线构成的边;
对于由母线构成的节点,其权值赋为0;对于由负荷点构成的节点,其权值为负荷有功功率的大小;对于由DG 构成的节点,其权值为该DG 反馈给电网的有功功率大小;
母线节点与母线节点相连构成的边,权值的确定主要是依据该条支路有无变压器,有变压器的支路权值设定为0.5,没有变压器的支路权值设定为0;配电网中有可能会遇到三绕组变压器的情况,可以把它拆分成2 个双绕组变压器,且权值设为0.25;
母线节点和DG节点相连构成的边,权值设定为0,权值为0 的边,其优先权是最高的,在孤岛搜索过程中,首先会被搜索到;
母线节点和负荷节点相连构成的边,其权值可以通过这条边所连负荷功率大小和负荷的重要性共同确定,这类边的权值确定其实是一种多指标量化评估,包含负荷功率大小、负荷的重要性2 个指标,通过公式可得到权值;公式(1)是通过2个指标计算得到具体边的权值,公式(2)则是把所有负荷的大小进行标准化处理,把负荷功率大小都转化为1-10之间的数值,同时不改变数值间的比例关系;
公式(1);
公式(2);
式中:为第i 条边的权值;、为每个指标在权值中所占的比重,在此取;为需进行孤岛划分的配电网中负荷功率的最大值;为需进行孤岛划分的配电网中负荷功率的最小值; 为第i 个负荷功率大小; 为第i 个负荷功率大小的标准值;为第i 个负荷的重要性指标,本发明把负荷分为第1、2、3 类,相对应的S值为1、2、3,其中最重要的是第1 类负荷。
进一步的,所述步骤2含DG 的配电系统最优孤岛划分模型建立,是基于步骤1中配电网无向树模型和孤岛划分原则、约束条件,采用如下公式(3)进行含DG 的配电系统最优孤岛划分模型:
公式(3);
式中: 为树中节点的最大编号,根节点的编号为0;若节点被选入到供电恢复区域中,则,反之,则,为节点的赋值;V为树中节点的集合;G为树中DG节点的集合;为恢复供电区域划分方案中第个独立区域的节点集合,独立区域的总数为;为独立区域内的负荷情况,为此独立区域内的线路损耗;表示节点和节点之间链上的所有节点;、、分别为节点的允许电压幅值下限、上限和实际电压幅值;为节点的父节点;、分别为支路中实际流过的电流幅值及其允许流过的最大电流。
进一步的,所述最优孤岛划分计算方法还包括步骤3评价函数计算和最优孤岛搜索,步骤3是为了降低空间复杂度,结合容斥原理对组合优化问题进行状态简化,使问题能够在多项式时间内完成,并且可以在时间以及多项式空间解决,提高计算速度;
容斥原理是指给定集合U且, ,其中U叫全集, 叫做需求,则成立,基于容斥原理采用动态规划进行孤岛划分;
基于容斥原理采用动态规划进行孤岛划分,孤岛划分包括评价函数计算和最优孤岛搜索两个阶段, 即:
(1)按照深度优先遍历顺序计算各个节点的评价函数值;
(2)然后利用各个节点的评价函数值,按照深度优先遍历的逆过程逐个判断各个节点是否会被选入到最优孤岛。
进一步的,所述评价函数的计算步骤如下:
公式(4);
其中,为V的一个节点子集,是由这些节点生成的 T的子树,是这个子树弧的集合。
节点是否被选入到供电恢复区域取决于下式是否成立:
公式(5);
式中,,其中,表示以节点为根的子树,为最大的节点数。
进一步的,所述最优孤岛搜索是分别以不同的DG为根节点形成有根树,然后利用DPA 逐个求解对应这些有根树的 TKP 从而形成若干独立的孤岛,即把含多 DG 配电系统孤岛划分问题分解为多个 TKP,然后逐一进行求解。
进一步的,所述最优孤岛搜索包括以下步骤:
(1)初始化
公式(6);
此处,;
(2) 前推计算
计算当前所遍历节点的评价函数,对树中节点进行遍历,将遍历过的节点收录到集合中,其中,k为当前遍历的节点,对于以及所有,计算当前所遍历节点的评价函数如下:
公式(7);
前推过程计算了在的情况下对应树包含节点k且以 h 为需求约束的 TKP 的目标函数值。
进一步的,所述最优孤岛搜索还包括以下步骤:
计算当前所遍历节点 k 的父节点 对应的评价函数。如果遍历过程中遇到的当前节点 k 是树叶节点或者 k 的所有子节点都已经被遍历,则回溯到 k 的父节点 ;否则,从 k 的第一个未被遍历的子节点开始继续前推计算,对于所有 ,计算如下:
公式(8);
当所有节点都已经至少遍历一次,则从节点 n 回溯到根节点,得到,其中,。
进一步的,所述最优孤岛搜索还包括以下步骤:
(4)孤岛合并
设变量和相对应:若,表示树在h约束下的最优子树包含v节点;反之则说明在h约束下的最优子树不包含v节点,对于根节点,的取值为:
公式(9);
对于非根节点v,根据公式(10),令,相应的取值如下:
公式(10);
假设初始,,根据连通约束,对所有,成立,其中,则将v节点进行标记,同时令,;否则,,直到或,被标记节点生成最优孤岛。
本发明的有益效果:
本发明所述的有源配电网孤岛划分究其本质是系统动态规划问题,提出了一种改进的动态规划法求解最小生成树,充分考虑配电网负荷类型、功率平衡、电压、设备载流量限制和随机性等约束,建立配电系统最优孤岛划分模型,保证符合实际工程要求;基于容斥定理和动态规划理论,将含多DG的配电系统孤岛划分问分成多个背包问题,有效减少各个问题之间的重叠交叉,经过孤岛合并过程,实现最优孤岛划分。
本发明所述的算法可以准确快速的计算出合理的计划孤岛方案,以最大恢复供电为目标,综合考虑负荷的重要性,能有效地提高问题的求解速度和精度,可为配电网动态规划提供重要的科学依据。
下面结合附图和实施例对本发明技术作进一步说明。
附图说明
附图1为本发明实施例中配电网结构和DG接入方式;;
附图2为本发明实施例中分布式发电条件下配电网简化模型;
附图3为本发明实施例中含分布式电源配电网孤岛划分流程图;
附图4为本发明实施例中IEEE 69节点配网简化模型;
附图5为本发明实施例中含DG的配电网最有孤岛划分方案。
具体实施方式
实施例,含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,包括建模阶段、孤岛搜索阶段、校验阶段。
所述建模阶段是把原始含DG 的配电网转化为边有权值的连通图,边的权值由该条边所接负荷的功率大小、负荷的重要性共同确定,权值可以通过多指标量化评估方法得到,重要性越大,计算得到的权值就越小,相对应负荷的优先权就越高。
所述孤岛搜索阶段是依赖改进后的动态规划算法对连通图进行搜索,按DG的容量、边的权值和负荷功率的大小选择功率平衡区域,得到孤岛运行解列点。
所述校验阶段是检验孤岛区域是否满足孤岛运行安全评估标准。
所述含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法包括以下步骤:
步骤1 分布式发电条件下配电网模型简化
所述步骤1中的模型建立,配网通常采用辐射状结构,若采用环网结构,则通常情况下为开环运行,可将配电网看成是以系统侧电源为根节点,以负荷为叶节点的树,DG作为分散的电源接入系统,可看成是增加了具有电源性质的叶节点。
DG的接入方式可分为通过变电站母线接入(如图l(a)所示)和通过馈线接入(如图l(b)所示)。
如图1所示,配网的简化模型有三种类型的节点:①母线构成的节点;②负荷构成的节点;③DG构成的节点。配网的简化模型有三种类型的边:①母线节点之间的连线构成的边;②母线节点和DG 节点的连线构成的边;③母线节点和负荷节点的连线构成的边。
以上所述的三种类型的边和顶点,其构成方式不同,对其权值的整定算法也不同。对于由母线构成的节点,其权值赋为0;对于由负荷点构成的节点,其权值为负荷有功功率的大小;对于由DG 构成的节点,其权值为该DG 反馈给电网的有功功率大小。
母线节点与母线节点相连构成的边,权值的确定主要是依据该条支路有无变压器,有变压器的支路权值设定为0.5,没有变压器的支路权值设定为0。配电网中有可能会遇到三绕组变压器的情况,可以把它拆分成2 个双绕组变压器,且权值设为0.25,权值优先权高于双绕组变压器的主要原因是它的工作效率高于双绕组变压器。
母线节点和DG节点相连构成的边,权值设定为0,权值为0 的边,其优先权是最高的,在孤岛搜索过程中,首先会被搜索到。
母线节点和负荷节点相连构成的边,其权值可以通过这条边所连负荷功率大小和负荷的重要性共同确定,这类边的权值确定其实是一种多指标量化评估,包含负荷功率大小、负荷的重要性2 个指标,通过公式可得到权值。如公式(1)是通过2个指标计算得到具体边的权值,如公式(2)则是把所有负荷的大小进行标准化处理,把负荷功率大小都转化为1-10之间的数值,同时不改变数值间的比例关系。
公式(1)
公式(2)
式中:为第i 条边的权值;、为每个指标在权值中所占的比重,在此取;为需进行孤岛划分的配电网中负荷功率的最大值;为需进行孤岛划分的配电网中负荷功率的最小值; 为第i 个负荷功率大小; 为第i 个负荷功率大小的标准值;为第i 个负荷的重要性指标,本发明把负荷分为第1、2、3 类,相对应的S值为1、2、3,其中最重要的是第1 类负荷。
考虑到负荷的可控性和不可控性,对负荷节点进行如下处理:假设负荷节点所连接的负荷中可控和不可控负荷所占比例分别为和,即a+b=1; a≥0, b≥0, 若a>0,设置一个附加节点将L所连可控负荷引出,该附加节点通过一条含开关的虚拟线路与原节点相连接,其负荷为;原负荷节点所连负荷变为单纯的不可控负荷。
步骤2含DG 的配电系统最优孤岛划分模型建立
基于步骤1中配电网无向树模型和孤岛划分原则、约束条件,采用如下公式(3)进行含DG 的配电系统最优孤岛划分模型:
公式(3)
式中: 为树中节点的最大编号,根节点的编号为0;若节点被选入到供电恢复区域中,则,反之,则,为节点的赋值;V为树中节点的集合;G为树中DG节点的集合;为恢复供电区域划分方案中第个独立区域的节点集合,独立区域的总数为;为独立区域内的负荷情况,为此独立区域内的线路损耗;表示节点和节点之间链上的所有节点;、、分别为节点的允许电压幅值下限、上限和实际电压幅值;为节点的父节点;、分别为支路中实际流过的电流幅值及其允许流过的最大电流。
步骤3 评价函数计算和最优孤岛搜索
步骤3是为了降低空间复杂度,结合容斥原理对组合优化问题进行状态简化,使问题能够在多项式时间内完成,并且可以在时间以及多项式空间解决,提高计算速度。
容斥原理是指给定集合U且, ,其中U叫全集,叫做需求,则成立。采用容斥原理在动态规划子问题划分过程中,可降低子问题之间的重叠,减少重复计算,提高计算速度。
步骤3是采用动态规划进行孤岛划分,主要包括两个阶段: 评价函数计算和最优孤岛搜索, 即:
(1)按照深度优先遍历顺序计算各个节点的评价函数值;
(2)然后利用各个节点的评价函数值,按照深度优先遍历的逆过程逐个判断各个节点是否会被选入到最优孤岛。
评价函数的计算步骤如下:
公式(4)
其中,为V的一个节点子集,是由这些节点生成的 T的子树,是这个子树弧的集合。
节点是否被选入到供电恢复区域取决于下式是否成立:
公式(5)
式中,,其中,表示以节点为根的子树,为最大的节点数。
最优孤岛搜索是分别以不同的DG 为根节点形成有根树,然后利用 DPA 逐个求解对应这些有根树的 TKP 从而形成若干独立的孤岛,即把含多 DG 配电系统孤岛划分问题分解为多个 TKP,然后逐一进行求解,具体步骤如下:
(1)初始化
公式(6)
此处,。
(2) 前推计算
计算当前所遍历节点的评价函数,对树中节点进行遍历,将遍历过的节点收录到集合中,其中,k为当前遍历的节点,对于以及所有,计算当前所遍历节点的评价函数如下:
公式(7)
前推过程计算了在的情况下对应树包含节点 k且以 h 为需求约束的 TKP 的目标函数值。
(3)回溯计算
计算当前所遍历节点 k 的父节点 对应的评价函数 。如果遍历过程中遇到的当前节点 k 是树叶节点或者 k 的所有子节点都已经被遍历,则回溯到 k 的父节点 。否则,从 k 的第一个未被遍历的子节点开始继续前推计算,对于所有 ,计算如下:
公式(8)
当所有节点都已经至少遍历一次,则从节点 n 回溯到根节点,得到,其中,。
(4)孤岛合并
设变量和相对应:若,表示树在h约束下的最优子树包含v节点;反之则说明在h约束下的最优子树不包含v节点,对于根节点,的取值为:
公式(9)
对于非根节点v,根据公式(10),令,相应的取值如下:
公式(10)
假设初始,,根据连通约束,对所有,成立,其中,则将v节点进行标记,同时令,;否则,,直到或,被标记节点生成最优孤岛。
如图3所示,含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法具体包括以下步骤:
步骤S101,形成故障隔离之后的故障下游配电网无向图树模型,完成后进入步骤S102;
步骤S102,计算TKP得到一个孤立独岛S,完成后进入步骤S103;
步骤S103,S中的节点数大于1,完成后进入步骤S104;
步骤S104,将S收缩为DG节点,完成后进入步骤S105;
步骤S105,现状树中是否有未标记根节点DG,有未标记的根节点DG,则进入步骤S106,没有标记根节点DG,则返回执行步骤S102,没有未标记的根节点DG,则进入步骤S107;
步骤S106,现成现状系统的简化等效树模型;
步骤S107,孤岛合并过程,完成后进入步骤S108;
步骤S108,是否形成新的孤岛S,若形成新的孤岛,则返回执行步骤S104,没有形成新的孤岛,则进入步骤S109;
步骤S109,形成初始孤岛方案,完成后进入步骤S110;
步骤S110,独立区域可行性校验和相关调节,完成后进入步骤S111;
步骤S111,输出最终孤岛方案。
仿真结果与分析
在美国PG&E 的69 节点配电系统的基础上构造了含多个分布式电源的配电系统,如图4 所示。
将4 个DG分别连接到节点36、5、19、52 处,其在系统失电期间的平均输出功率为250、50、400、1300 kW. 如图4 所示,在线路3-4 处发生了三相接地故障,保护正确动作将故障隔离,从而故障下游的系统失电。
配电网中各节点的负荷类型及可控性如表1所示。利用本文所述孤岛划分策略进行故障下游系统的孤岛划分:分别以各DG节点为根构建相应树模型,通过TKP 的求解得到初始孤岛方案,经过检验和调节得到如图5 所示的孤岛方案。
从图5可看出,本文采用的改进动态规划法能很好地适用于放射式配网及环网结构、开环运行的配网,可以快速得到合理的孤岛划分方案,在优先满足一级和二级负荷的供电可持续性的基础上,最大范围地恢复三级负荷供电。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例,其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准,任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换,也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1. 含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,其特征在于:包括步骤1分布式发电条件下配电网模型简化,模型建立,模型建立是把原始含DG 的配电网转化为边有权值的连通图,边的权值由该条边所接负荷的功率大小、负荷的重要性共同确定,权值可以通过多指标量化评估方法得到,重要性越大,计算得到的权值就越小,相对应负荷的优先权就越高;
步骤2含DG 的配电系统最优孤岛划分模型建立,基于步骤1中配电网无向树模型和孤岛划分原则、约束条件,进行含DG 的配电系统最优孤岛划分模型。
2.如权利要求1所述的含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,其特征在于:所述步骤1中的模型建立,配网通常采用辐射状结构,若采用环网结构,则通常情况下为开环运行,可将配电网看成是以系统侧电源为根节点,以负荷为叶节点的树,DG作为分散的电源接入系统,可看成是增加了具有电源性质的叶节点;
DG的接入方式可分为通过变电站母线接入和通过馈线接入。
3.如权利要求1所述的含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,其特征在于:所述配网的简化模型有三种类型的节点:①母线构成的节点;②负荷构成的节点;③DG构成的节点;
配网的简化模型有三种类型的边:①母线节点之间的连线构成的边;②母线节点和DG节点的连线构成的边;③母线节点和负荷节点的连线构成的边;
对于由母线构成的节点,其权值赋为0;对于由负荷点构成的节点,其权值为负荷有功功率的大小;对于由DG 构成的节点,其权值为该DG 反馈给电网的有功功率大小;
母线节点与母线节点相连构成的边,权值的确定主要是依据该条支路有无变压器,有变压器的支路权值设定为0.5,没有变压器的支路权值设定为0;配电网中有可能会遇到三绕组变压器的情况,可以把它拆分成2 个双绕组变压器,且权值设为0.25;
母线节点和DG节点相连构成的边,权值设定为0,权值为0 的边,其优先权是最高的,在孤岛搜索过程中,首先会被搜索到;
母线节点和负荷节点相连构成的边,其权值可以通过这条边所连负荷功率大小和负荷的重要性共同确定,这类边的权值确定其实是一种多指标量化评估,包含负荷功率大小、负荷的重要性2 个指标,通过公式可得到权值;公式(1)是通过2个指标计算得到具体边的权值,公式(2)则是把所有负荷的大小进行标准化处理,把负荷功率大小都转化为1-10之间的数值,同时不改变数值间的比例关系;
公式(1);
公式(2);
式中:为第i 条边的权值;、为每个指标在权值中所占的比重,在此取;为需进行孤岛划分的配电网中负荷功率的最大值;为需进行孤岛划分的配电网中负荷功率的最小值; 为第i 个负荷功率大小; 为第i 个负荷功率大小的标准值;为第i 个负荷的重要性指标,本发明把负荷分为第1、2、3 类,相对应的S值为1、2、3,其中最重要的是第1 类负荷。
4. 如权利要求1所述的含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,其特征在于:所述步骤2含DG 的配电系统最优孤岛划分模型建立,是基于步骤1中配电网无向树模型和孤岛划分原则、约束条件,采用如下公式(3)进行含DG 的配电系统最优孤岛划分模型:
公式(3);
式中: 为树中节点的最大编号,根节点的编号为0;若节点被选入到供电恢复区域中,则,反之,则,为节点的赋值;V为树中节点的集合;G为树中DG节点的集合;为恢复供电区域划分方案中第个独立区域的节点集合,独立区域的总数为;为独立区域内的负荷情况,为此独立区域内的线路损耗;表示节点和节点之间链上的所有节点;、、分别为节点的允许电压幅值下限、上限和实际电压幅值;为节点的父节点;、分别为支路中实际流过的电流幅值及其允许流过的最大电流。
5.如权利要求1所述的含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,其特征在于:所述最优孤岛划分计算方法还包括步骤3评价函数计算和最优孤岛搜索,步骤3是为了降低空间复杂度,结合容斥原理对组合优化问题进行状态简化,使问题能够在多项式时间内完成,并且可以在时间以及多项式空间解决,提高计算速度;
容斥原理是指给定集合U且, ,其中U叫全集,叫做需求,则成立,基于容斥原理采用动态规划进行孤岛划分;
基于容斥原理采用动态规划进行孤岛划分,孤岛划分包括评价函数计算和最优孤岛搜索两个阶段, 即:
(1)按照深度优先遍历顺序计算各个节点的评价函数值;
(2)然后利用各个节点的评价函数值,按照深度优先遍历的逆过程逐个判断各个节点是否会被选入到最优孤岛。
6.如权利要求5所述的含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,其特征在于:所述评价函数的计算步骤如下:
公式(4);
其中,为V的一个节点子集,是由这些节点生成的 T的子树,是这个子树弧的集合;
节点是否被选入到供电恢复区域取决于下式是否成立:
公式(5);
式中,,其中,表示以节点为根的子树,为最大的节点数。
7. 如权利要求5所述的含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,其特征在于:所述最优孤岛搜索是分别以不同的DG为根节点形成有根树,然后利用 DPA 逐个求解对应这些有根树的 TKP 从而形成若干独立的孤岛,即把含多 DG 配电系统孤岛划分问题分解为多个 TKP,然后逐一进行求解。
8. 如权利要求7所述的含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,其特征在于:所述最优孤岛搜索包括以下步骤:
(1)初始化
公式(6);
此处,;
(2) 前推计算
计算当前所遍历节点的评价函数,对树中节点进行遍历,将遍历过的节点收录到集合中,其中,k为当前遍历的节点,对于以及所有,计算当前所遍历节点的评价函数如下:
公式(7);
前推过程计算了在的情况下对应树包含节点k且以 h 为需求约束的 TKP 的目标函数值。
9.如权利要求7所述的含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,其特征在于:所述最优孤岛搜索还包括以下步骤:
计算当前所遍历节点 k 的父节点 对应的评价函数;
如果遍历过程中遇到的当前节点 k 是树叶节点或者 k 的所有子节点都已经被遍历,则回溯到 k 的父节点 ;否则,从 k 的第一个未被遍历的子节点开始继续前推计算,对于所有 ,计算如下:
公式(8);
当所有节点都已经至少遍历一次,则从节点 n 回溯到根节点,得到,其中,。
10. 如权利要求7所述的含分布式电源配电网最优孤岛划分计算方法,其特征在于:所述最优孤岛搜索还包括以下步骤:
(4)孤岛合并
设变量和相对应:若,表示树在h约束下的最优子树包含v节点;反之则说明在h约束下的最优子树不包含v节点,对于根节点,的取值为:
公式(9);
对于非根节点v,根据公式(10),令,相应的取值如下:
公式(10);
假设初始,,根据连通约束,对所有,成立,其中,则将v节点进行标记,同时令,;否则,,直到或,被标记节点生成最优孤岛。
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