CN113394769B - 一种分散式供电故障恢复方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分散式供电故障恢复方法及装置，涉及电力系统故障恢复技术领域，该方法包括以下步骤：确定最优电源组合场景；进行所述最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛；进行初始的所述孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围；判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛满足安全评估约束条件，形成孤岛方案，并根据所述孤岛方案进行分散式供电故障恢复，本发明提升了分散式供电故障恢复的效果。

Description

一种分散式供电故障恢复方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统故障恢复技术领域，尤其涉及一种分散式供电故障恢复方法及装置。

背景技术

当配电系统中的分布式发电单元为分散式接入结构的情况下，配电系统发生故障后，由于停电区域内含有多个电源接入点，各个电源容量也不同，这时就需要考虑多个孤岛划分的情况。在这种情况下，停电区域的网络结构、电源的间歇性出力对各个孤岛运行具有极大的影响。依据网络拓扑进行孤岛划分时，容易导致处于孤岛边缘的重要负荷不能够恢复供电，间歇性电源出力的随机性影响源荷功率平衡以及可向负荷供电的电能总量，最终影响故障恢复的负荷总量。

目前的研究中均未结合上述情况进行详细研究，但是供电故障恢复需要在网络拓扑简化中考虑可控负荷的作用以恢复更多的重要负荷，在孤岛划分中将具有互补特性的间歇性电源进行联合运行以减小出力波动的影响。因此，关于配电网的考虑多源孤岛互补特性的分散式供电故障恢复方法是目前业界亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明提供一种分散式供电故障恢复方法及装置，用以解决现有技术中电力系统故障恢复中未考虑多源孤岛互补特性的缺陷，实现提升了分散式供电故障恢复的效果。

本发明提供一种分散式供电故障恢复方法，包括以下步骤：

确定最优电源组合场景；

进行所述最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛；

进行初始的所述孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围；

判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛满足安全评估约束条件，形成孤岛方案，并根据所述孤岛方案进行分散式供电故障恢复。

根据本发明提供的分散式供电故障恢复方法，进行所述最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，具体为：

利用Floyd算法进行最优电源组合场景中各个电源之间最短路径的搜索，并将所述最短路径包括的节点负荷存放于集合U中；其中，所述集合U为停电区域中电源的顶点的集合。

根据本发明提供的分散式供电故障恢复方法，进行初始的所述孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围，具体为：

利用Prim算法进行初始的所述孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围。

根据本发明提供的分散式供电故障恢复方法，确定最优电源组合场景，具体包括以下步骤：

获取故障期间停电区域的数据，得到故障期间的电源预测出力；其中，所述数据包括负荷数据、预测天气数据和可孤岛运行的分布式电源数据；

根据所述电源预测出力，获取不同电源组合出力的互补率；

根据所述互补率，判断电源组合场景是否符合功率输出条件与接入位置条件，获取符合功率输出条件与接入位置条件的电源组合场景的出力的标准差，将所述出力的标准差最小的电源组合场景确定为最优电源组合场景。

根据本发明提供的分散式供电故障恢复方法，根据所述互补率，判断当前电源组合场景是否符合功率输出条件与接入位置条件，若当前电源组合场景不符合功率输出条件与接入位置条件，以停电区域中各个电源的接入点位置为顶点，进行最小生成树的搜索，生成初始的孤岛，并执行判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件步骤。

根据本发明提供的分散式供电故障恢复方法，进行最小生成树的搜索，生成初始的孤岛，具体包括以下步骤：

利用Prim算法进行最小生成树搜索；

当集合U进行更新时，根据电源容量约束条件，判断更新之后的集合U中所有节点负荷容量是否小于电源容量；其中，电源容量约束为

P_Li表示U中第i个节点负荷的功率，P_S表示电源S的输出功率；

若集合U中所有节点负荷容量小于电源容量，则更新集合U，继续进行最小生成树搜索；

若集合U中所有节点负荷容量不小于电源容量，则保留上一次更新的集合U，最小生成树搜索停止，生成初始的孤岛。

根据本发明提供的分散式供电故障恢复方法，判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛不满足安全评估约束条件，进行就地无功调节并形成孤岛方案，根据所述孤岛方案进行分散式供电故障恢复。

本发明还提供一种分散式供电故障恢复装置，包括：

最优场景确定模块，用于确定最优电源组合场景；

孤岛生成模块，用于进行所述最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛；

范围更新模块，用于进行初始的所述孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围；

第一恢复模块，用于判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛满足安全评估约束条件，形成孤岛方案，并根据所述孤岛方案进行分散式供电故障恢复。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述分散式供电故障恢复方法的步骤。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述分散式供电故障恢复方法的步骤。

本发明提供的分散式供电故障恢复方法及装置，通过进行最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛，再进行初始的孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围，考虑多源孤岛系统互补特性以及可控负荷进行孤岛划分，可以有效减少间歇性电源波动的影响，扩大孤岛范围，通过电源孤岛系统间的互补能够恢复更多的负荷，降低了对于故障恢复的限制影响，提升了分散式供电故障恢复的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的分散式供电故障恢复方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的分散式供电故障恢复方法中步骤S100具体的流程示意图一；

图3是本发明提供的分散式供电故障恢复方法中步骤S100具体的流程示意图二；

图4是本发明提供的分散式供电故障恢复方法中步骤S140具体的流程示意图；

图5是本发明提供的分散式供电故障恢复方法的流程示意图之二；

图6是本发明提供的分散式供电故障恢复装置的结构示意图之一；

图7是本发明提供的分散式供电故障恢复装置中最优场景确定模块具体的结构示意图一；

图8是本发明提供的分散式供电故障恢复装置中最优场景确定模块具体的结构示意图二；

图9是本发明提供的分散式供电故障恢复装置中孤岛生成单元具体的结构示意图；

图10是本发明提供的分散式供电故障恢复装置的结构示意图之二；

图11是本发明提供的分散式供电故障恢复方法及装置改进IEEE33节点配电系统图；

图12是本发明提供的分散式供电故障恢复方法及装置在场景1下孤岛划分示意图；

图13是本发明提供的分散式供电故障恢复方法及装置在场景2下孤岛划分示意图；

图14是本发明提供的分散式供电故障恢复方法及装置在场景3下孤岛划分示意图；

图15是本发明提供的分散式供电故障恢复方法及装置在场景1下电压曲线示意图；

图16是本发明提供的分散式供电故障恢复方法及装置在场景2下电压曲线示意图；

图17是本发明提供的分散式供电故障恢复方法及装置在场景3下电压曲线示意图；

图18是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1描述本发明的分散式供电故障恢复方法，该方法包括以下步骤：

S100、确定最优电源组合场景。

S200、进行最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛。具体的，步骤S200是利用Floyd算法进行最优电源组合场景中各个电源之间最短路径的搜索，并将最短路径包括的节点负荷存放于集合U中；其中，集合U为停电区域中电源的顶点的集合。

S300、进行初始的孤岛搜索即进行初始的孤岛的范围搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围。具体的，步骤S300是利用Prim算法进行初始的孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围。

S400、判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛满足安全评估约束条件，形成孤岛方案，并根据孤岛方案进行分散式供电故障恢复。

本发明的分散式供电故障恢复方法，通过进行最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛，再进行初始的孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围，考虑多源孤岛系统互补特性以及可控负荷进行孤岛划分，可以有效减少间歇性电源波动的影响，扩大孤岛范围，通过电源孤岛系统间的互补能够恢复更多的负荷，降低了对于故障恢复的限制影响，提升了分散式供电故障恢复的效果。

下面结合图2描述本发明的分散式供电故障恢复方法，步骤S100具体包括以下步骤：

S110、获取故障期间停电区域的数据，得到故障期间的电源预测出力；其中，数据包括负荷数据、预测天气数据和可孤岛运行的分布式电源数据。

S120、根据电源预测出力，获取不同电源组合出力的互补率。

为了保证电源孤岛系统供电的可靠性，需要将具有互补特性的电源系统通过联络支路进行联合运行，因此需要规定各个电源系统的互补联合运行标准，通过互补联合运行判据判断各个电源系统是否具有出力互补特性。考虑电源系统的互补联合运行判据需要满足两个条件，分别为输出功率互补条件与接入位置互补条件。具体如下：

输出功率互补条件中，引入互补率的概念对间歇性电源的输出功率互补特性进行定量评价。首先利用出力标准差对间歇性电源出力波动性进行评价：

公式(1)中，T为故障恢复调度时间；x_t为t调度时刻电源出力值；μ为故障期间电源出力的均值。在出力标准差的基础上定义互补率判据，电源系统的互补联合运行判据反映了间歇性电源在特定功率输出时的互补程度，如公式(2)所示：

公式(2式中，k为间歇性电源的互补率；σ_A为电源出力的最大标准差；σ_B为所有间歇性电源总出力的标准差，k∈[-∞，1]。

当k＝1时，说明互补后的电源系统综合出力方差为0，输出功率没有波动，间歇性电源完全互补；随着k的减小，间歇性电源的互补性也就越差。当k＜0时，认为间歇性电源互补性差，互补输出的波动比互补前任一种电源单独出力时都要大。因此可以认为电源间具备互补特性的条件为k＞0。当出现多个电源系统组合的互补率大于0的情况时，进一步计算各个组合下的出力的标准差，则出力的标准差最小的一组为最优电源组合场景。

接入位置互补条件中，需要考虑间歇性电源接入网络位置、电源容量以及负荷容量等的约束条件。电源系统之间若要进行联合运行，必须确保至少有一条联络支路可以连接两个电源系统。因此当连接电源间的负荷量之和小于或等于电源容量之和时，电源系统才有可能进行联合运行。因此假定电源系统间共存在m条联络路径，定义联络路径集合为{l₁，l₂，…，l_m}，则接入位置互补条件可以表述为至少存在一条联络路径，使得：

公式(3)中，P_A、P_B为联合运行的两个电源的输出功率；n_l表示该路径包括的负荷节点个数；P_Li表示路径中第i个负荷的有功功率。

因此，可以据此推断，当有N个电源孤岛进行互补联合运行时，接入位置互补条件为至少存在一条联络路径，使得：

公式(4)中，P_Si表示路径中第i个电源的输出功率。

综上所述，电源系统的互补联合运行判据如下：

S130、根据互补率，判断电源组合场景是否符合功率输出条件与接入位置条件，获取符合功率输出条件与接入位置条件的电源组合场景的出力的标准差，将出力的标准差最小的电源组合场景确定为最优电源组合场景。

下面结合图3描述本发明的分散式供电故障恢复方法，步骤S100还包括以下步骤：

S140、若当前电源组合场景不符合功率输出条件与接入位置条件，以停电区域中各个电源的接入点位置为顶点，进行最小生成树的搜索，生成初始的孤岛，并执行步骤S400。

下面结合图4描述本发明的分散式供电故障恢复方法，步骤S140具体包括以下步骤：

S141、利用Prim算法进行最小生成树搜索。

S142、当集合U进行更新时，根据电源容量约束条件，判断更新之后的集合U中所有节点负荷容量是否小于电源容量；其中，电源容量约束为

P_Li表示U中第i个节点负荷的功率，P_S表示电源S的输出功率。

进行孤岛范围搜索时，Prim算法的目标函数为尽可能包括多的功率小且重要程度大的负荷。因此Prim算法的目标函数定义为公式(5)，公式(5)为：

公式(5)中，N为恢复区域内孤岛的总个数，n为各个孤岛内恢复负荷节点个数；α_i，m为第m个孤岛内负荷i的状态，1表示该负荷为恢复供电状态，0表示负荷为停电状态；β_i，m为第m个孤岛内负荷i的权重；P_Li，m为第m个孤岛内负荷i的有功功率。

在本发明的分散式供电故障恢复方法中，还可以对孤岛搜索结果进行潮流计算，检验孤岛中线路是否过载，电压是否越限。潮流计算校验中需要考虑的约束条件为公式(6)，公式(6)为：

公式(6)中，U_i(t)表示节点i在t时刻的电压值，U_i，min、U_i，max分别表示节点i的电压上、下限；I_i(t)表示支路i在t时刻流过的电流值；I_i，max表示支路i上允许流过的最大电流；g_k表示单个孤岛内的网络结构；G_k表示配电系统所有辐射状网络拓扑结构的集合。

S143、若集合U中所有节点负荷容量小于电源容量，则更新集合U，继续进行最小生成树搜索。

S144、若集合U中所有节点负荷容量不小于电源容量，则保留上一次更新的集合U，最小生成树搜索停止，生成初始的孤岛。

下面结合图5描述本发明的分散式供电故障恢复方法，该方法还包括以下步骤：

S500、若划分后的孤岛不满足安全评估约束条件，进行就地无功调节并形成孤岛方案，根据孤岛方案进行分散式供电故障恢复。

下面对本发明提供的分散式供电故障恢复装置进行描述，下文描述的分散式供电故障恢复装置与上文描述的分散式供电故障恢复方法可相互对应参照。

下面结合图6描述本发明的分散式供电故障恢复装置，该装置包括：

最优场景确定模块100，用于确定最优电源组合场景。

孤岛生成模块200，用于进行最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛。具体的，孤岛生成模块200是利用Floyd算法进行最优电源组合场景中各个电源之间最短路径的搜索，并将最短路径包括的节点负荷存放于集合U中；其中，集合U为停电区域中电源的顶点的集合。

范围更新模块300，用于进行初始的孤岛搜索即进行初始的孤岛的范围搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围。具体的，范围更新模块300是利用Prim算法进行初始的孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围。

第一恢复模块400，用于判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛满足安全评估约束条件，形成孤岛方案，并根据孤岛方案进行分散式供电故障恢复。

本发明的分散式供电故障恢复装置，通过进行最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛，再进行初始的孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围，考虑多源孤岛系统互补特性以及可控负荷进行孤岛划分，可以有效减少间歇性电源波动的影响，扩大孤岛范围，通过电源孤岛系统间的互补能够恢复更多的负荷，降低了对于故障恢复的限制影响，提升了分散式供电故障恢复的效果。

下面结合图7描述本发明的分散式供电故障恢复装置，最优场景确定模块100具体包括：

数据获取单元110，用于获取故障期间停电区域的数据，得到故障期间的电源预测出力；其中，数据包括负荷数据、预测天气数据和可孤岛运行的分布式电源数据。

互补率确定单元120，用于根据电源预测出力，获取不同电源组合出力的互补率。

最优场景确定单元130，用于根据互补率，判断电源组合场景是否符合功率输出条件与接入位置条件，获取符合功率输出条件与接入位置条件的电源组合场景的出力的标准差，将出力的标准差最小的电源组合场景确定为最优电源组合场景。

下面结合图8描述本发明的分散式供电故障恢复装置，最优场景确定模块100还包括：

孤岛生成单元140，用于若当前电源组合场景不符合功率输出条件与接入位置条件，以停电区域中各个电源的接入点位置为顶点，进行最小生成树的搜索，生成初始的孤岛，并执行第一恢复模块400。

下面结合图9描述本发明的分散式供电故障恢复装置，孤岛生成单元140具体包括：

第一探索单元141，用于利用Prim算法进行最小生成树搜索。

第一判断单元142，用于当集合U进行更新时，根据电源容量约束条件，判断更新之后的集合U中所有节点负荷容量是否小于电源容量；其中，电源容量约束为

P_Li表示U中第i个节点负荷的功率，P_S表示电源S的输出功率。

第二探索单元143，用于若集合U中所有节点负荷容量小于电源容量，则更新集合U，继续进行最小生成树搜索。

第一生成单元144，用于若集合U中所有节点负荷容量不小于电源容量，则保留上一次更新的集合U，最小生成树搜索停止，生成初始的孤岛。

下面结合图10描述本发明的分散式供电故障恢复装置，该装置还包括：

第二恢复模块500，用于若划分后的孤岛不满足安全评估约束条件，进行就地无功调节并形成孤岛方案，根据孤岛方案进行分散式供电故障恢复。

采用IEEE33节点配电系统算例对本发明的分散式供电故障恢复方法及装置进行验证，设定故障时间为8:00-16:00，线路0-1处发生永久性故障并退出运行，停电区域失去与主网的联系。电网运行状态及电源接入位置如图11所示，可孤岛运行的分布式电源分别接入节点4、节点8、节点10、节点20以及节点32的位置，图中实现代表开关闭合，虚线代表开关打开。系统总负荷为3715kW+j2300kvar。

本发明的分散式供电故障恢复方法及装置分别在三个场景下进行分析验证：场景1为直接利用Prim算法进行孤岛划分；场景2为进一步的计及可控负荷情况下进行孤岛划分；场景3为考虑多源孤岛系统互补特性以及可控负荷进行孤岛划分。三个场景中分别以恢复负荷量、孤岛运行最低电压、孤岛电源平均出力标准差等指标进行分析。表1至表5为各项参数指标。

表1负荷等级参数

表2可控负荷参数

节点编号	可控率	节点编号	可控率
				13	50％	20	60％
17	50％	28	20％
				19	30％	30	50％

表3 WTG参数

表4 PVG参数

编号	组件数量	系统综合效率	功率极限/kW
				PVG1	3000	80％	700
PVG2	1600	75％	400
				PVG3	750	80％	200

表5电源出力标准差

电源	PVG1	PVG2	PVG3	WTG1	WTG2
						出力标准差	130.46	65.23	32.61	59.21	143.64

场景1：直接利用Prim算法进行孤岛划分

本发明的分散式供电故障恢复方法及装置直接利用Prim算法进行最小生成树搜索时，由于受电源出力波动的影响，各电源孤岛在故障时间内以最低出力进行孤岛范围的搜索，且不考虑孤岛合并的情况。场景1孤岛划分结果如图12所示，图中虚线部分包括区域为各个孤岛范围，若节点负荷在红色虚线包围内，即认为该负荷恢复供电；反之则认为该负荷没有恢复供电。由图12可得，PVG1电源孤岛包括节点负荷4、节点负荷5和节点负荷6；PVG2电源孤岛包括节点负荷20和节点负荷21；PVG3电源孤岛包括节点负荷10；WTG1电源孤岛包括节点负荷8、节点负荷13、节点负荷14、节点负荷15、节点负荷16和节点负荷17；WTG2电源孤岛包括节点负荷30、节点负荷31和节点负荷32。孤岛划分结果中，共有5个孤岛，恢复负荷总量为1415kW，恢复节点负荷15个，其中包括4个一级负荷，恢复量为390kW；4个二级负荷，恢复量为365kW；7个三级负荷，恢复量为660kW。

如图15所示，为场景1下，各个孤岛范围内的节点电压曲线，其中节点电压用标幺值表示。由于形成孤岛数目较多，停电负荷比较分散地分布在各个孤岛中，以至于孤岛中节点负荷个数不会很多，因此各个孤岛的节点电压质量都维持在较高的水平，均保持在0.98-1之间。场景1下各个孤岛最低节点电压情况如表6所示。

表6场景1孤岛最低节点电压

场景2：计及可控负荷情况下进行孤岛划分

当计及可控负荷时，可控负荷在三级负荷中的优先权变大，因此在各个电源进行孤岛搜索时，会优先恢复三级负荷中的可控负荷，进而利用其可控量恢复更多的节点负荷，场景2下的孤岛划分结果如图13所示。PVG2电源在孤岛搜索中，在节点负荷19与节点负荷21中，优先选择可控负荷19，因此PVG2电源孤岛中节点负荷20与节点负荷19均为可控负荷，合理调整可控负荷的可控量，可以将节点负荷18划入孤岛中，恢复对节点负荷18的供电；WTG1电源孤岛中与节点负荷13相连的节点负荷12为一级负荷，因此充分利用节点负荷12所在支路的可控负荷，即节点负荷13与节点负荷17，实现对一级负荷即节点负荷12的供电恢复。

计及可控负荷情况下进行孤岛划分结果如下：PVG1电源孤岛包括节点负荷4、节点负荷5和节点负荷6；PVG2电源孤岛包括节点负荷18、节点负荷19和节点负荷20；PVG3电源孤岛包括节点负荷10；WTG1电源孤岛包括节点负荷8、节点负荷12、节点负荷13、节点负荷14、节点负荷15、节点负荷16和节点负荷17；WTG2电源孤岛包括节点负荷30、节点负荷31和节点负荷32。孤岛划分结果中，共有5个孤岛，恢复负荷总量为1427kW，恢复节点负荷17个，其中包括5个一级负荷，恢复量为450kW；4个二级负荷，恢复量为365kW；8个三级负荷，恢复量为612kW。

如图16所示，为场景2下，各个孤岛范围内的节点电压曲线。其中PVG1电源孤岛与WTG1电源孤岛与场景1相比，最低电压值有所下降，但是依然保持在较高水平。各个孤岛最低节点电压情况如表7所示。因此可以得出如下结论：在考虑了可控负荷的调节后，可以进一步恢复更多的负荷，并且有效扩大了孤岛范围；尤其在重要负荷处于孤岛边缘的情况下，合理利用可控负荷的可控量可以实现对重要负荷的供电恢复。场景2下各个孤岛最低节点电压情况如表7所示。

表7场景2孤岛最低节点电压

场景3：考虑多源孤岛系统互补特性以及可控负荷进行孤岛划分

场景1与场景2中均未考虑间歇性电源出力的波动，在孤岛搜索过程中，以最小出力进行孤岛搜索时，大大影响了间歇性电源的恢复效果。场景3中将同时考虑各个间歇性电源孤岛系统的互补特性以及可控负荷，将符合互补联合判据的多个电源联合，进一步进行孤岛划分，调整孤岛范围。

由于停电区域中共有5个间歇性电源，考虑电源系统的互补联合判据中的输出功率互补条件时，需要计算5个电源排列组合的互补率。可以得到排列组合后共有26种组合场景。各种排列组合场景的互补率结果如表8所示，只有{WTG1,WTG2}、{WTG1,WTG2,PVG1}两种组合场景的互补率为正值。通过最短路径搜索，如表9所示，两种组合场景均满足接入位置条件。进一步计算两种组合场景的标准差，可得{WTG1,WTG2}组合场景各个时段出力的标准差为199.20，{WTG1,WTG2,PVG1}组合场景为112.96，因此确定最优电源组合场景为{WTG1,WTG2,PVG1}。

表8电源输出功率互补率结果

表9电源组合场景最短路径结果

利用Floyd算法得到{WTG1,WTG2,PVG1}组合场景中连接各个电源的权值最小的路径为{4,5,6,7,8,14,15,16,17,32}。因此优先将最短路径上的负荷划分到{WTG1,WTG2,PVG1}孤岛内；然后进一步利用Prim算法进行孤岛范围的搜索，此时孤岛内包括的负荷节点为{1,2,3,4,5,6,7,8,9,13,14,15,16,17,31,32}；然后在计及可控负荷的作用下，更新孤岛范围。

由于孤岛内的13节点与17节点为可控负荷，因此利用其可控量，可以进一步恢复一级负荷12节点，此时{WTG1,WTG2,PVG1}孤岛范围更新为{1,2,3,4,5,6,7,8,9,12,13,14,15,16,17,31,32}。其它电源均利用Prim算法进行孤岛范围的搜索，PVG2电源孤岛包括节点负荷18、节点负荷19和节点负荷20；PVG3电源孤岛包括节点负荷10。最终孤岛划分结果如图14所示。孤岛划分结果中，共有3个孤岛，恢复负荷总量为1937kW，恢复节点负荷21个，其中包括6个一级负荷，恢复量为670kW；6个二级负荷，恢复量为655kW；9个三级负荷，恢复量为612kW。

如图17所示，为场景3下，各个孤岛范围内的节点电压曲线，由于{WTG1,WTG2,PVG1}孤岛中节点负荷数目多，供电路径较长，因此节点电压相较于PVG2电源孤岛与PVG3电源孤岛偏低。在场景3下，各个孤岛最低节点电压情况如表10所示。{WTG1,WTG2,PVG1}孤岛电压通过无功补偿后，也可以达到供电电压质量要求。场景3下各个孤岛最低节点电压情况如表10所示。

表10场景3孤岛最低节点电压

综上所述，可以得到各个场景下的孤岛划分供电恢复结果，如表11所示。各个恢复场景下，场景3即考虑多源孤岛系统互补特性以及可控负荷进行孤岛划分可以有效减少间歇性电源波动的影响，通过电源孤岛系统间的互补能够恢复更多的负荷，计及可控负荷的情况下，可以有效扩大孤岛范围，对于重要负荷的供电恢复具有重要作用。虽然孤岛最低节点电压有所降低，但也均符合电压质量标准要求。

表11各个场景恢复结果对比数据

图18示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图18所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行分散式供电故障恢复方法，该方法包括以下步骤：

S100、确定最优电源组合场景。

S200、进行最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛。

S300、进行初始的孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围。

S400、判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛满足安全评估约束条件，形成孤岛方案，并根据孤岛方案进行分散式供电故障恢复。

此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的分散式供电故障恢复方法，该方法包括以下步骤：

S100、确定最优电源组合场景。

S200、进行最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛。

S300、进行初始的孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围。

S400、判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛满足安全评估约束条件，形成孤岛方案，并根据孤岛方案进行分散式供电故障恢复。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的分散式供电故障恢复方法，该方法包括以下步骤：

S100、确定最优电源组合场景。

S200、进行最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛。

S300、进行初始的孤岛搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围。

S400、判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛满足安全评估约束条件，形成孤岛方案，并根据孤岛方案进行分散式供电故障恢复。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上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。

Claims (7)

1.一种分散式供电故障恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定最优电源组合场景；

进行所述最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛；

对所述初始的孤岛进行搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围；

判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛满足安全评估约束条件，形成孤岛方案，并根据所述孤岛方案进行分散式供电故障恢复；

所述确定最优电源组合场景，具体包括以下步骤：

获取故障期间停电区域的数据，得到故障期间的电源预测出力；其中，所述数据包括负荷数据、预测天气数据和可孤岛运行的分布式电源数据；

根据所述电源预测出力，获取不同电源组合出力的互补率；

根据所述互补率，判断电源组合场景是否符合功率输出条件与接入位置条件，若电源组合场景符合功率输出条件与接入位置条件，获取符合功率输出条件与接入位置条件的当前电源组合场景的出力的标准差，将所述出力的标准差最小的电源组合场景确定为最优电源组合场景；

若当前电源组合场景不符合功率输出条件与接入位置条件，以停电区域中各个电源的接入点位置为顶点，利用Prim算法进行最小生成树搜索；

当集合U进行更新时，根据电源容量约束条件，判断更新之后的集合U中所有节点负荷容量是否小于电源容量；其中，电源容量约束为

，

表示

中第i个节点负荷的功率，

表示电源

的输出功率；

若集合U中所有节点负荷容量小于电源容量，则更新集合U，继续进行最小生成树搜索；

若集合U中所有节点负荷容量不小于电源容量，则保留上一次更新的集合U，最小生成树搜索停止，生成初始的孤岛，并执行判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件步骤。

2.根据权利要求1所述的分散式供电故障恢复方法，其特征在于，进行所述最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，具体为：

利用Floyd算法进行最优电源组合场景中各个电源之间最短路径的搜索，并将所述最短路径包括的节点负荷存放于集合U中；其中，所述集合U为停电区域中电源的顶点的集合。

3.根据权利要求1所述的分散式供电故障恢复方法，其特征在于，对所述初始的孤岛进行搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围，具体为：

利用Prim算法对所述初始的孤岛进行搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围。

4.根据权利要求1所述的分散式供电故障恢复方法，其特征在于，判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛不满足安全评估约束条件，进行就地无功调节并形成孤岛方案，根据所述孤岛方案进行分散式供电故障恢复。

5.一种分散式供电故障恢复装置，其特征在于，包括：

最优场景确定模块（100），用于确定最优电源组合场景；

孤岛生成模块（200），用于进行所述最优电源组合场景中电源之间最短路径的搜索，生成初始的孤岛；

范围更新模块（300），用于对所述初始的孤岛进行搜索，对孤岛进行划分并更新孤岛的范围；

第一恢复模块（400），用于判断划分后的孤岛是否满足安全评估约束条件，若划分后的孤岛满足安全评估约束条件，形成孤岛方案，并根据所述孤岛方案进行分散式供电故障恢复；

所述最优场景确定模块（100）具体包括：

数据获取单元（110），用于获取故障期间停电区域的数据，得到故障期间的电源预测出力；其中，数据包括负荷数据、预测天气数据和可孤岛运行的分布式电源数据；

互补率确定单元（120），用于根据电源预测出力，获取不同电源组合出力的互补率；

最优场景确定单元（130），用于根据互补率，判断电源组合场景是否符合功率输出条件与接入位置条件，获取符合功率输出条件与接入位置条件的电源组合场景的出力的标准差，将出力的标准差最小的电源组合场景确定为最优电源组合场景；

最优场景确定模块（100）还包括：

孤岛生成单元（140），用于若当前电源组合场景不符合功率输出条件与接入位置条件，以停电区域中各个电源的接入点位置为顶点，进行最小生成树的搜索，生成初始的孤岛，并执行第一恢复模块（400）；

所述孤岛生成单元（140）具体包括：

第一探索单元（141），用于利用Prim算法进行最小生成树搜索；

第一判断单元（142），用于当集合U进行更新时，根据电源容量约束条件，判断更新之后的集合U中所有节点负荷容量是否小于电源容量；其中，电源容量约束为

，

表示

中第i个节点负荷的功率，

表示电源

的输出功率；

第二探索单元（143），用于若集合U中所有节点负荷容量小于电源容量，则更新集合U，继续进行最小生成树搜索；

第一生成单元（144），用于若集合U中所有节点负荷容量不小于电源容量，则保留上一次更新的集合U，最小生成树搜索停止，生成初始的孤岛，并执行所述第一恢复模块（400）。

6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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程序时实现如权利要求1至4任一项所述分散式供电故障恢复方法的步骤。

7.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，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4任一项所述分散式供电故障恢复方法的步骤。

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