CN113036758B - 配电网动态孤岛划分方法及终端设备 - Google Patents
配电网动态孤岛划分方法及终端设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明适用于配电网规划技术领域，提供了一种配电网动态孤岛划分方法及终端设备，该方法包括：根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合；判断孤岛范围集合中的每个孤岛范围是否均相交，若每个孤岛范围均相交，则将每个孤岛范围的交集和孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围；否则将孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围。本发明基于各个时段的孤岛范围集合确定的最终孤岛范围更有利于在配电网故障后形成可靠的孤岛运行范围。
Description
技术领域
本发明属于配电网规划技术领域，尤其涉及一种配电网动态孤岛划分方法及终端设备。
背景技术
随着配电网建设的加强和微电网技术的日趋成熟，以及为了推动节能减排与应对气候变化，国家大力发展可再生能源，减少化石能源的消费。因此，未来分布式电源(Distributed Generation，DG)在配电网的接入容量将大幅度提升，此外，电动汽车(Electric Vehicles，EV)也会越来越多的接入以促进节能减排。
然而，各种分布式电源及电动汽车接入配电网，在提升经济效益、促进节能减排的同时，也加大了配电网规划和管理的难度，威胁到配电网的安全稳定运行。其中，对于包含DG的配电网，当配电网发生大面积停电等故障后，结合相应的孤岛划分方法，合理平滑地转入孤岛运行，可以在充分发挥DG供电能力的同时，提高能源利用率和负荷供电可靠性，因此，研究包含DG及EV的配电网的孤岛划分方法具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种配电网动态孤岛划分方法及终端设备，以解决现有技术中包含DG及EV的配电网的孤岛划分方法可靠性较低的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种配电网动态孤岛划分方法，包括：
根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合，所述节点包括至少一个分布式电源；
判断所述孤岛范围集合中的每个孤岛范围是否均相交，若每个孤岛范围均相交，则将每个孤岛范围的交集和所述孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围；
若不是每个孤岛范围均相交，则将所述孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围。
本发明实施例的第二方面提供了一种配电网动态孤岛划分装置，包括：
确定模块，用于根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合，所述节点包括至少一个分布式电源；
第一划分模块，用于判断所述孤岛范围集合中的每个孤岛范围是否均相交，若每个孤岛范围均相交，则将每个孤岛范围的交集和所述孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围；
第二划分模块，用于若不是每个孤岛范围均相交，则将所述孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述配电网动态孤岛划分方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述配电网动态孤岛划分方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合，并判断孤岛范围集合中的每个孤岛范围是否均相交，若每个孤岛范围均相交，则将每个孤岛范围的交集和孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围，若不是每个孤岛范围均相交，则将孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围。由于各种分布式电源和储能装置的出力和负荷具有时变特性，电动汽车的接入也会影响孤岛的形成，本发明实施例根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息可以动态地确定各个时段的孤岛范围集合，基于各个时段的孤岛范围集合确定的最终孤岛范围更有利于在配电网故障后形成可靠的孤岛运行范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的配电网动态孤岛划分方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例提供的任一节点的孤岛范围集合中每个孤岛范围均相交的示意图；
图3是本发明实施例提供的配电网动态孤岛划分装置的示意图；
图4是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的配电网动态孤岛划分方法的实现流程示意图，详述如下。
步骤101，根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合。
其中，节点包括至少一个分布式电源。
DG具有主动发电的能力，可以通过形成以DG为电源的配电网电力孤岛运行而恢复一部分重要负荷的供电，在提高配电网的供电可靠性的同时，也有利于提高DG的利用效率。而且由于EV具有可控性和储能性的双重特点，结合EV制定合理的配电网管理策略，有利于增加电力系统的灵活性，有效减小系统的备用容量。因此，充分考虑包含风力发电、光伏发电和微型燃气轮机、柴油发电机、冷热电联产发电机组、沼气发电等分布式电源，并结合储能设备以及电动汽车，对辐射型配电网进行动态孤岛划分十分必要。
其中，由于光伏发电和风力发电具有时变特性，为使更多的负荷恢复供电，考虑形成孤岛的节点为光伏发电或风电与其他可持续供电的分布式电源(如沼气发电机组、柴油发电机、冷热电联产发电机组等)和储能装置的组合，可以保证24小时可不间断出力，提高孤岛运行的稳定性。
具体地，在孤岛划分时，孤岛的运行需要满足岛内功率的平衡，是孤岛稳定运行的首要考虑条件。其次，为保证孤岛区域尽可能多的包含负荷，需要优先将重要负荷节点纳入孤岛供电区域，并对孤岛内DG、EV、储能装置(Battery Energy Storage System，BESS)设置运行策略。最后，为了保证更快的恢复故障，在划分过程中应尽可能将远离主电源节点的负荷纳入孤岛。
可选的，根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合，可以包括：根据当前时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点当前时段的孤岛范围；根据确定任一节点当前时段的孤岛范围的方法，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合。
其中，由于在每个时段下配电网都有可能出现故障，并且由于风光储的时变特性，每个时段DG和BESS的出力、EV的最大放电功率以及负荷需求均是变化的，所以每个时段可划分的孤岛范围也是实时变化的。因此需要根据每个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，划分出相应时段的孤岛范围，进而求出一天内N个时段的孤岛范围集合。
其中，N可以结合孤岛划分的要求、历史的分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息等确定，本实施例对N的具体取值不做限定。示例性的，N可以为24。
可选的，在根据当前时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点当前时段的孤岛范围之前，还可以包括：获取配电网的网络架构信息；
根据当前时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点当前时段的孤岛范围，可以包括：
根据网络架构信息，获取与第一节点连接的支路的类型、支路的类型的优先级及与支路连接的负荷节点的优先级。其中，第一节点为任一节点。
根据支路的类型、支路的类型的优先级及负荷节点的优先级，将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围，并根据当前支路和当前支路连接的负荷节点在当前时段对应的分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，判断将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围后是否满足孤岛运行的功率平衡约束条件。其中，当前支路为与第一节点连接的所有支路中的一个支路。
若将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围后满足孤岛运行的功率平衡约束条件，则将下一支路和下一支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围，并根据下一支路和下一支路连接的负荷节点在当前时段对应的分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，判断将下一支路和下一支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围后是否满足孤岛运行的功率平衡约束条件。其中，下一支路为与第一节点连接的所有支路中的一个支路。
若将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围后不满足孤岛运行的功率平衡约束，则以将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围之前的范围确定为第一节点当前时段的孤岛范围。
可选的，支路的类型可以包括：连接充电站的支路、连接配电网主干线的支路和连接负荷的支路；支路的类型的优先级可以为：连接充电站的支路的优先级大于连接配电网主干线的支路的优先级，连接配电网主干线的支路的优先级大于连接负荷的支路的优先级。
可选的，孤岛正常运行时，孤岛范围内DG、BESS、EV的输出功率应大于等于负荷侧的输入功率和线损，即孤岛运行的功率平衡约束条件可以为：
其中，
为孤岛内第i个分布式电源在t时段内发出的电量；Y为孤岛内含分布式电源的集合；
为孤岛内第j个负荷节点在t时段内的所需电量；Z为孤岛内负荷节点的集合；
为孤岛内在t时段内的网络损耗；
为孤岛内第a辆电动汽车在t时段内的充、放电量；V为孤岛内电动汽车的数量；
为孤岛内储能装置在t时段内的充、放电量。
本实施例中，在确定任一节点当前时段的孤岛范围之前，还需要获取配电网的网络架构信息，基于配电网的网络架构信息，可以获得配电网中各节点的连接关系以及DG、BESS、EV及EV的充电站的位置等信息。对于任一节点(以第一节点为例)，根据配电网的网络架构信息，可以获得与第一节点连接的各个支路、各个支路的类型、各个支路的类型的优先级以及与支路连接的负荷节点的优先级。
在确定第一节点当前时段的孤岛范围时，以第一节点为根节点，将支路作为启发信息，先对与根节点连接的支路进行搜索，根据支路的类型的优先级判断该支路和其所连接的负荷节点是否优先划入根节点的孤岛范围，若支路的类型的优先级相同，则对各支路连接的负荷节点的优先级进行比较，在保证联通性的前提下，优先将负荷节点的优先级高的支路划入根节点的孤岛范围。在将支路划入根节点的孤岛范围的同时，还要对孤岛范围内的功率平衡约束条件进行验证，只有满足孤岛运行的功率平衡约束条件时，才可以将支路划入根节点的孤岛范围。
其中，连接充电站的支路的优先级最高，可以在配电网故障时，配合故障时电动汽车和储能装置的运行策略，调度电动汽车和储能装置放电，扩大孤岛运行范围，为更多负荷恢复供电。连接配电网主干线的支路的优先级其次，是因为配电网主干线支路连接着更多的负荷，连接配电网主干线的支路的优先级其次有利于保证孤岛区域尽可能多的包含负荷。
示例性的，若与第一节点连接的支路包括一个连接充电站的支路、一个连接配电网主干线的支路和两个连接负荷的支路，由于连接充电站的支路的优先级大于连接配电网主干线的支路的优先级，连接配电网主干线的支路的优先级大于连接负荷的支路的优先级，因此，优先将连接充电站的支路及连接充电站的支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围，并判断将连接充电站的支路及连接充电站的支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围后，是否满足孤岛运行的功率平衡约束条件，若将连接充电站的支路及连接充电站的支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围后满足孤岛运行的功率平衡约束条件，则将连接配电网主干线的支路及连接配电网主干线的支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围，并判断将连接配电网主干线的支路及连接配电网主干线的支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围后，是否满足孤岛运行的功率平衡约束条件，若将连接配电网主干线的支路及连接配电网主干线的支路连接的负荷节点划入第一节点当前时段的孤岛范围后满足孤岛运行的功率平衡约束条件，由于两个连接负荷的支路的优先级相同，则比较两个连接负荷的支路连接的负荷节点的优先级，优先将负荷节点优先级高的支路划入第一节点当前时段的孤岛范围，直到划入第一节点当前时段的孤岛范围后不满足孤岛运行的功率平衡约束条件。
其中，为了保证孤岛区域尽可能多的包含负荷以及保证更快的恢复故障，根据配电网和孤岛运行特点，负荷节点的优先级可以设置如下：孤岛应优先保证重要负荷的供电，即负荷节点的重要程度的优先级最高；负荷的可控程度可以保证孤岛划分的灵活性和孤岛的安全运行，即负荷节点的可控性的优先级其次；为了使得孤岛处于系统末端，负荷节点的层数的优先级再次；孤岛在满足安全约束的情况下应尽可能地包含更多负荷，节点负荷量的优先级最次。
步骤102，判断孤岛范围集合中的每个孤岛范围是否均相交，若每个孤岛范围均相交，则将每个孤岛范围的交集和孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围。
示例性的，若将一天划分为24个时段，则任一节点的孤岛范围集合GD可表示为：
其中，GD中每行表示各个时段的孤岛范围所包含的节点，l为孤岛范围内支路，l下角标i、j为该支路所连接的配电网节点编号，l上角标为一天24个时段。
如图2所示，若在GD中24个时段孤岛范围有都互相重合的范围，此范围可以保证任何时段发生故障形成孤岛后都可以稳定运行，则以此范围和24个时段内孤岛供电的最大范围作为可以扩大或缩减的孤岛范围，即对应节点的最终孤岛范围。
可选的，在将每个孤岛范围的交集和孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围之后，还可以包括：将每个孤岛范围的交集确定为对应节点的最小孤岛范围；在最小孤岛范围和最大孤岛范围之间，以及最终孤岛范围的边界处设置分段开关；若配电网发生故障，则对应节点按照最大孤岛范围运行，并基于孤岛运行策略和分段开关，在最大孤岛范围和最小孤岛范围之间实时调节对应节点的实际孤岛范围。
其中，配电网某处发生故障的情况下，通过分段开关按照最大孤岛范围划分出孤岛，考虑到保证孤岛范围内的负荷稳定运行，在最大孤岛范围边界处、最小孤岛范围边界处及最大孤岛范围和最小孤岛范围之间的节点间加装分段开关，可以使孤岛范围灵活地扩大或缩小。
可选的，基于孤岛运行策略和分段开关，在最大孤岛范围和最小孤岛范围之间实时调节对应节点的孤岛范围，可以包括：获取对应节点按照最大孤岛范围运行时孤岛内所有分布式电源的发电功率和孤岛内的总负荷；判断发电功率是否小于总负荷；若发电功率小于总负荷，则获取孤岛内的储能装置的第一放电功率，并判断第一放电功率和发电功率之和是否小于总负荷；若第一放电功率和发电功率之和小于总负荷，则获取孤岛内的充电站的第二放电功率，并判断第二放电功率、第一放电功率和发电功率之和是否小于总负荷；若第二放电功率、第一放电功率和发电功率之和小于总负荷，则根据分段开关缩小对应节点的孤岛范围。
其中，配电网某处发生故障的情况下，在以DG、BESS、EV形成的孤岛中，若此时所有DG的发电功率小于孤岛内的总负荷，则获取孤岛内的BESS的第一放电功率，调度BESS以第一放电功率放电，若仍达不到孤岛运行功率，则通过EV的充电站响应来延迟EV充电，对高于充电延迟荷电状态的用户，通过给予故障时的放电补贴来鼓励用户换乘其他交通工具或减少二次出行并参与放电，同时获取充电站的第二放电功率，若仍达不到孤岛运行功率，则根据分段开关缩小对应节点的孤岛范围。若所有DG的发电功率大于孤岛内的总负荷，则多余的功率可以通过BESS和EV的充电消纳，当DG、EV、BESS在某时段共同的放电功率可以使孤岛范围扩大时，通过分段开关完成孤岛的切换来扩大孤岛范围。
如果故障时间过长，当DG、BESS出力不能达到孤岛供电需求时，调度该时段的EV进行放电，保持孤岛运行。如果还不能达到供电需求则通过规划的分段开关切除部分负荷来保证部分区域供电。
其中，为了响应充电站放电，充电站的充放电策略可以为：电动汽车用户接入之后，充电站获取当前接入时间、电动汽车荷电状态、当日负荷曲线等相关信息，充电站考虑到用户的二次出行需求，引导用户设定二次出行荷电状态最低期望值，如果接入时间为峰值时刻且当前荷电状态大于用户设定的二次出行荷电状态最低期望值，通过电网向用户提供额外的放电补偿，来激励用户选择放电，否则，充电站自主判断当前EV荷电状态是否大于充电延迟荷电状态，在大于的情况下，EV延迟到谷时充电，否则直接充电。如果接入时间为谷时刻，考虑到谷时段多集中在夜间，二次出行概率降低，所以根据充电站所设定的充电延迟荷电状态，用当前EV荷电状态与之比较，判断是否需要立即充电，如果需要则立即充电，反之，则设定延迟充电时间，避免EV集中式充电产生新的峰值。
其中，为了满足充电站的充放电策略，需要设立一下约束条件：
为了防止过充，过放导致的EV电池寿命下降的荷电状态约束条件：
式中：SOCEVmin为EV的最小荷电状态；
为第i辆EV在t时刻的准备充放电的荷电状态；
为EV的充放电效率；
第i辆EV在t时刻充电功率；Δt为EV的充放电时长；EEV为EV的额定容量；
第i辆EV在t时刻放电功率；SOCEVmax为EV的最大荷电状态。
为使用户在峰时接入进行放电，为避免不能二次出行应满足的约束条件：
式中：
为EV出行结束时刻的荷电状态；SOCEVexp为用户二次出行期望值。
为降低EV峰时充电，避免谷时集中充电的充电延迟约束条件：
式中：SOCEVyc为达到延迟充电的荷电状态。
保证用户在第二天可以正常出行，充电期望值约束条件：
式中：
为EV初始的荷电状态；Rd为EV日出行公里数；Wd为每公里所耗耗电能；SOCyhexp为用户充电期望值。
充、放功率约束条件：
式中：PEVchmax为充电功率的最大值；PEVdismax为充电功率的最小值。
为了响应储能装置放电，储能装置的运行策略可以为：配电网正常运行时，根据当地的负荷曲线，使储能装置在电价高的用电高峰时放电，电价低的用电低谷时充电。储能充电过程中，当前剩余荷电状态取决于上一时刻储能的充放电功率，可以由以下式子得出：
式中：
为t时刻BESS的荷电状态；
为t-1时刻BESS的荷电状态；ηBESSch，ηBESSdis为BESS的充，放电效率；
为t-1时刻BESS的充，放电功率；EBESS为BESS的额定容量。
同时为了防止储能装置的充放电功率应在允许值范围内且其内部容量不能过低或过高，应满足约束条件：
式中：PBESSdismax和PBESSchmax分别为BESS的最大放电功率和最大充电功率；
和
分别为BESS在t时段的放电功率和充电功率；SOCBESSmin和SOCBESSmax分别为BESS最小荷电状态和最大荷电状态；
为BESS在t时刻的容量。
步骤103，若不是每个孤岛范围均相交，则将孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围。
本实施例中，若不是每个孤岛范围均相交，则将孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围，并在最大孤岛范围的边界处设置分段开关，配电网某处发生故障的情况下，可以使对应节点通过分段开关按照最大孤岛范围划分出孤岛。
上述配电网动态孤岛划分方法，根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息可以动态地确定各个时段的孤岛范围集合，基于各个时段的孤岛范围集合确定的最终孤岛范围更有利于在配电网故障后形成可靠的孤岛运行范围。其中，若最终孤岛范围包括最小孤岛范围，按照最小孤岛范围可以保证对应节点在任何时段发生故障后都可以稳定运行，以最大孤岛范围和最小孤岛范围作为可以扩大或缩小的孤岛，可以保证故障时有效形成扩大或缩小的孤岛，尽可能使更多负荷恢复供电。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的配电网动态孤岛划分方法，图3示出了本发明实施例提供的配电网动态孤岛划分装置的示例图。如图3所示，该装置可以包括：确定模块31、第一划分模块32和第二划分模块33。
确定模块31，用于根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合，所述节点包括至少一个分布式电源；
第一划分模块32，用于判断所述孤岛范围集合中的每个孤岛范围是否均相交，若每个孤岛范围均相交，则将每个孤岛范围的交集和所述孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围；
第二划分模块33，用于若不是每个孤岛范围均相交，则将所述孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围。
可选的，确定模块31，可以用于根据当前时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点当前时段的孤岛范围；根据确定任一节点当前时段的孤岛范围的方法，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合。
可选的，确定模块31，还可以用于获取配电网的网络架构信息；根据所述网络架构信息，获取与第一节点连接的支路的类型、所述支路的类型的优先级及与所述支路连接的负荷节点的优先级，其中，所述第一节点为任一节点；根据所述支路的类型、所述支路的类型的优先级及所述负荷节点的优先级，将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围，并根据当前支路和当前支路连接的负荷节点在当前时段对应的分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，判断将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围后是否满足孤岛运行的功率平衡约束条件；所述当前支路为与所述第一节点连接的所有支路中的一个支路；若将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围后满足孤岛运行的功率平衡约束条件，则将下一支路和下一支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围，并根据下一支路和下一支路连接的负荷节点在当前时段对应的分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，判断将下一支路和下一支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围后是否满足孤岛运行的功率平衡约束条件；所述下一支路为与所述第一节点连接的所有支路中的一个支路；若将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围后不满足孤岛运行的功率平衡约束，则以将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围之前的范围确定为所述第一节点当前时段的孤岛范围。
可选的，所述支路的类型包括：连接充电站的支路、连接配电网主干线的支路和连接负荷的支路；
所述支路的类型的优先级为：所述连接充电站的支路的优先级大于所述连接配电网主干线的支路的优先级，所述连接配电网主干线的支路的优先级大于所述连接负荷的支路的优先级。
可选的，所述孤岛运行的功率平衡约束条件为：
其中，
为孤岛内第i个分布式电源在t时段内发出的电量；Y为孤岛内含分布式电源的集合；
为孤岛内第j个负荷节点在t时段内的所需电量；Z为孤岛内负荷节点的集合；
为孤岛内在t时段内的网络损耗；
为孤岛内第a辆电动汽车在t时段内的充、放电量；V为孤岛内电动汽车的数量；
为孤岛内储能装置在t时段内的充、放电量。
可选的，第一划分模块32，还可以用于将每个孤岛范围的交集确定为对应节点的最小孤岛范围；在所述最小孤岛范围和所述最大孤岛范围之间，以及所述最终孤岛范围的边界处设置分段开关；若配电网发生故障，则对应节点按照所述最大孤岛范围运行，并基于孤岛运行策略和所述分段开关，在所述最大孤岛范围和所述最小孤岛范围之间实时调节对应节点的实际孤岛范围。
可选的，第一划分模块32，可以用于获取对应节点按照所述最大孤岛范围运行时孤岛内所有分布式电源的发电功率和孤岛内的总负荷；判断所述发电功率是否小于所述总负荷；若所述发电功率小于所述总负荷，则获取孤岛内的储能装置的第一放电功率，并判断所述第一放电功率和所述发电功率之和是否小于所述总负荷；若所述第一放电功率和所述发电功率之和小于所述总负荷，则获取孤岛内的充电站的第二放电功率，并判断所述第二放电功率、所述第一放电功率和所述发电功率之和是否小于所述总负荷；若所述第二放电功率、所述第一放电功率和所述发电功率之和小于所述总负荷，则根据所述分段开关缩小对应节点的孤岛范围。
上述配电网动态孤岛划分装置，根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息可以动态地确定各个时段的孤岛范围集合，基于各个时段的孤岛范围集合确定的最终孤岛范围更有利于在配电网故障后形成可靠的孤岛运行范围。其中，若最终孤岛范围包括最小孤岛范围，按照最小孤岛范围可以保证对应节点在任何时段发生故障后都可以稳定运行，以最大孤岛范围和最小孤岛范围作为可以扩大或缩小的孤岛，可以保证故障时有效形成扩大或缩小的孤岛，尽可能使更多负荷恢复供电。
图4是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。图4所示终端设备的功能可以由原微网控制器实现，也可以新设置一专用孤岛实时划分控制器实现。如图4所示，该实施例的终端设备400包括：处理器401、存储器402以及存储在所述存储器402中并可在所述处理器401上运行的计算机程序403，例如配电网动态孤岛划分程序。所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述配电网动态孤岛划分方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103，所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图3所示模块31至33的功能。
示例性的，所述计算机程序403可以被分割成一个或多个程序模块，所述一个或者多个程序模块被存储在所述存储器402中，并由所述处理器401执行，以完成本发明。所述一个或多个程序模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序403在所述配电网动态孤岛划分装置或者终端设备400中的执行过程。例如，所述计算机程序403可以被分割成确定模块31、第一划分模块32和第二划分模块33，各模块具体功能如图3所示，在此不再一一赘述。
所述终端设备400可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器401、存储器402。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端设备400的示例，并不构成对终端设备400的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器401可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器402可以是所述终端设备400的内部存储单元，例如终端设备400的硬盘或内存。所述存储器402也可以是所述终端设备400的外部存储设备，例如所述终端设备400上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器402还可以既包括所述终端设备400的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器402用于存储所述计算机程序以及所述终端设备400所需的其他程序和数据。所述存储器402还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种配电网动态孤岛划分方法，其特征在于，包括：
根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合，所述节点包括至少一个分布式电源；
判断所述孤岛范围集合中的每个孤岛范围是否均相交，若每个孤岛范围均相交，则将每个孤岛范围的交集和所述孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围，将每个孤岛范围的交集确定为对应节点的最小孤岛范围；在所述最小孤岛范围和所述最大孤岛范围之间，以及所述最终孤岛范围的边界处设置分段开关，若配电网发生故障，则对应节点按照所述最大孤岛范围运行，基于孤岛运行策略和所述分段开关，在所述最大孤岛范围和所述最小孤岛范围之间实时调节对应节点的实际孤岛范围；
若不是每个孤岛范围均相交，则将所述孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围。
2.如权利要求1所述的配电网动态孤岛划分方法，其特征在于，所述根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合，包括：
根据当前时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点当前时段的孤岛范围；
根据确定任一节点当前时段的孤岛范围的方法，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合。
3.如权利要求2所述的配电网动态孤岛划分方法，其特征在于，在根据当前时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点当前时段的孤岛范围之前，还包括：获取配电网的网络架构信息；
所述根据当前时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点当前时段的孤岛范围，包括：
根据所述网络架构信息，获取与第一节点连接的支路的类型、所述支路的类型的优先级及与所述支路连接的负荷节点的优先级，其中，所述第一节点为任一节点；
根据所述支路的类型、所述支路的类型的优先级及所述负荷节点的优先级，将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围，并根据当前支路和当前支路连接的负荷节点在当前时段对应的分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，判断将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围后是否满足孤岛运行的功率平衡约束条件；所述当前支路为与所述第一节点连接的所有支路中的一个支路；
若将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围后满足孤岛运行的功率平衡约束条件，则将下一支路和下一支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围，并根据下一支路和下一支路连接的负荷节点在当前时段对应的分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，判断将下一支路和下一支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围后是否满足孤岛运行的功率平衡约束条件；所述下一支路为与所述第一节点连接的所有支路中的一个支路；
若将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围后不满足孤岛运行的功率平衡约束，则以将当前支路和当前支路连接的负荷节点划入所述第一节点当前时段的孤岛范围之前的范围确定为所述第一节点当前时段的孤岛范围。
4.如权利要求3所述的配电网动态孤岛划分方法，其特征在于，所述支路的类型包括：连接充电站的支路、连接配电网主干线的支路和连接负荷的支路；
所述支路的类型的优先级为：所述连接充电站的支路的优先级大于所述连接配电网主干线的支路的优先级，所述连接配电网主干线的支路的优先级大于所述连接负荷的支路的优先级。
5.如权利要求3所述的配电网动态孤岛划分方法，其特征在于，所述孤岛运行的功率平衡约束条件为：
其中，
为孤岛内第
个分布式电源在
时段内发出的电量；
为孤岛内含分布式电
源的集合；
为孤岛内第
个负荷节点在
时段内的所需电量；
为孤岛内负荷节点的集
合；
为孤岛内在
时段内的网络损耗；
为孤岛内第
辆电动汽车在
时段内的充、放
电量；
为孤岛内电动汽车的数量；
为孤岛内储能装置在
时段内的充、放电量。
6.如权利要求1所述的配电网动态孤岛划分方法，其特征在于，所述基于孤岛运行策略和所述分段开关，在所述最大孤岛范围和所述最小孤岛范围之间实时调节对应节点的孤岛范围，包括：
获取对应节点按照所述最大孤岛范围运行时孤岛内所有分布式电源的发电功率和孤岛内的总负荷；
判断所述发电功率是否小于所述总负荷；
若所述发电功率小于所述总负荷，则获取孤岛内的储能装置的第一放电功率，并判断所述第一放电功率和所述发电功率之和是否小于所述总负荷；
若所述第一放电功率和所述发电功率之和小于所述总负荷，则获取孤岛内的充电站的第二放电功率，并判断所述第二放电功率、所述第一放电功率和所述发电功率之和是否小于所述总负荷；
若所述第二放电功率、所述第一放电功率和所述发电功率之和小于所述总负荷，则根据所述分段开关缩小对应节点的孤岛范围。
7.一种配电网动态孤岛划分装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于根据各个时段分布式电源和储能装置的出力信息、电动汽车的充放电信息以及负荷的波动信息，确定任一节点在一天中N个时段的孤岛范围集合，所述节点包括至少一个分布式电源；
第一划分模块，用于判断所述孤岛范围集合中的每个孤岛范围是否均相交，若每个孤岛范围均相交，则将每个孤岛范围的交集和所述孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围，将每个孤岛范围的交集确定为对应节点的最小孤岛范围；在所述最小孤岛范围和所述最大孤岛范围之间，以及所述最终孤岛范围的边界处设置分段开关，若配电网发生故障，则对应节点按照所述最大孤岛范围运行，基于孤岛运行策略和所述分段开关，在所述最大孤岛范围和所述最小孤岛范围之间实时调节对应节点的实际孤岛范围；
第二划分模块，用于若不是每个孤岛范围均相交，则将所述孤岛范围集合中的最大孤岛范围作为对应节点的最终孤岛范围。
8.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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