CN115549075A - 一种含微电网的配电网供电恢复方法及系统 - Google Patents

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CN115549075A CN202211203842.8A CN202211203842A CN115549075A CN 115549075 A CN115549075 A CN 115549075A CN 202211203842 A CN202211203842 A CN 202211203842A CN 115549075 A CN115549075 A CN 115549075A
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Abstract

本发明提供一种含微电网的配电网供电恢复方法及系统,该方法包括:获取配电网区域网络结构及负荷信息;分析配电网孤岛划分要求;基于孤岛划分要求建立孤岛划分模型,搭建配电网孤岛划分目标函数,建立约束条件;结合专家经验和熵权法确定模型中目标函数各权重指标,得到合理精准的孤岛划分模型;通过智能算法对孤岛划分模型解,实现配电网各区域网络的孤岛划分,充分发挥微电网支撑配电网供电能力。本发明可在配电网发生严重故障情况下,基于优先保障重要负荷、便于故障恢复后重新接入原则,通过配电网孤岛划分模型,将配电网区域主动解列为若干个独立的孤岛,以此保障配电网负荷的不间断供电,从而提升配电网故障恢复的快速性和可靠性。

Description

一种含微电网的配电网供电恢复方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统调控领域,具体是一种含微电网的配电网供电恢复方法及系统。
背景技术
电力系统包括发电、输电和配电等环节,配电网是电力系统面向终端用户的关键环节,起着分配电能的作用,对保障社会经济发展和人民幸福生活具有重要意义。社会不断发展,工业、交通、医疗等重点行业对于供电可靠性要求不断提升,而配电网具有结构复杂多变、分支多等特点,易发生故障,故障引起的供电中断会给社会带来经济损失、甚至危机生命安全。相比于过去,虽然配电网建设取得了较大进步,通过引入一系列的保护策略及装置极大降低了配电网故障发生的概率,但相比于发达国家仍存在不小的差距,并不能完全杜绝故障的发生。与此同时,过去过分依赖化石能源导致能源短缺问题和环境污染问题的不断严峻,光伏、风电等分布式可再生清洁能源发电技术孕育而生;但分布式能源易受天气外界环境影响,具有间歇性、波动性等特征,难以持续保证供电可靠性。
针对以上问题,微电网提供了解决方案。微电网指将不同分布式能源与负荷、储能设备组合成一个单独小系统,进行统一控制和调度,微电网既可以与大电网并网运行,又可在大电网出现故障时迅速解列离网,实现孤岛运行,保证重要负荷不间断供电。但配电网本身结构复杂,接入微电网的配电网结构更加复杂,并且配电网供电恢复本身就是多目标、多约束非线性问题。因此,基于微电网接入配电网的影响,制定包含微电网的配电网供电恢复方案,保障重要负荷不间断供电,同时尽可能恢复更多负荷,缩小故障影响范围,具有重要的经济意义和现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种含微电网的配电网供电恢复方法及系统,可在配电网发生严重故障情况下,基于优先保障重要负荷、便于故障恢复后重新接入原则,通过配电网孤岛划分模型,将配电网区域网络主动解列为若干个独立的孤岛,以此保障配电网负荷的不间断供电,从而提升了配电网故障恢复的快速性和可靠性,具有重要学术意义和工程实用价值。
一种含微电网的配电网供电恢复方法,包括以下步骤:
步骤一、获取配电网区域网络结构及负荷信息;
步骤二、分析配电网孤岛划分要求;
步骤三、针对步骤一获取的电网区域网络结构及负荷信息,基于步骤二获得的孤岛划分要求建立孤岛划分模型,搭建孤岛划分模型的目标函数以及目标函数约束条件;
步骤四、结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标,得到合理精准的孤岛划分模型;
步骤五、通过智能算法对步骤四所得孤岛划分模型求解,实现配电网各区域网络的孤岛划分。
进一步的,步骤一获取配电网区域网络结构及负荷信息,具体包括:获取含微电网的配电网各区域网络拓扑结构、每个节点下的负荷功率及重要程度、各支路阻抗、微电网和分布式电源的接入点位置以及发电出力大小,根据重要程度将负荷分为一类负荷M1={1,2,…,m1}、二类负荷M2={1,2,…,m2}和三类负荷M3={1,2,…,m3}。
进一步的,步骤二分析配电网孤岛划分要求时考虑以下因素:
1)尽可能恢复更多负荷量,以缩小故障影响范围,;
2)优先保障非故障区域重要负荷;
3)尽可能减少开关动作以方便孤岛重新接入;
4)每个孤岛内需要至少一个具有黑启动能力的微电网,并不能仅含分布式电源;
5)孤岛内满足有功功率平衡、节点电压和支路容量约束;
6)配电网网络拓扑始终保持辐射式结构,孤岛划分不改变原有网络结构。
进一步的,步骤三中搭建的孤岛划分模型的目标函数为:
Figure BDA0003872734850000021
式中,θ1、θ2、θ3、θ4分别表示一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作权重系数;RLi表示负荷Li是否包含在孤岛范围内,1表示已包含,0表示未包含;PLi表示负荷Li的有功功率;PSLi为区域内所有同等级负荷的有功功率之和;N为区域内分段支路数量,Ki表示现有状态,0表示断开状态,1表示闭合状态,Ki0表示现有开关状态;
目标函数的约束条件如下:
1)孤岛功率平衡约束:
孤岛划分时线路损耗不可忽略,孤岛内电源出力总容量需满足下式:
Figure BDA0003872734850000031
式中,
Figure BDA0003872734850000032
表示孤岛内各电源出力;
Figure BDA0003872734850000033
表示孤岛内负荷总需求;
Figure BDA0003872734850000034
表示线损;
2)节点电压约束:
ui,min≤ui≤ui,max (3)
节点电压需在电压运行范围内,不能越限;
3)支路容量约束:
Si≤Si,max (4)
各支路容量不能超过支路的最大允许值;
4)孤岛内电源类型约束:
孤岛内须包含至少一个微电网,不能仅包含分布式电源。
进一步的,步骤四结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标,得到合理精准的孤岛划分模型,具体包括:
1)各专家对各孤岛划分指标重要程度进行打分,Aij表示i专家对j指标的打分;
2)针对专家打分进行归一化操作,公式如下:
Figure BDA0003872734850000035
3计算各专家针对同样指标打分的权重,Pij表示i专家针对j指标打分在所有专家打分中的占比:
Figure BDA0003872734850000036
4)计算指标冗余度:
Figure BDA0003872734850000037
根据公式(7)计算目标函数中一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作次数四个指标的冗余度;
5)根据步骤4)中计算得到的四个指标的冗余度,最终确定孤岛划分模型的指标权重系数:
Figure BDA0003872734850000041
一种含微电网的配电网供电恢复系统,包括:
信息获取模块,用于获取配电网区域网络结构及负荷信息;
划分要求分析模块,用于分析配电网孤岛划分要求;
划分模型建立模块,用于针对信息获取模块获取的电网区域网络结构及负荷信息,基于划分要求分析模块获得的孤岛划分要求建立孤岛划分模型,搭建孤岛划分模型的目标函数以及目标函数约束条件;
权重指标确定模块,用于结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标,得到合理精准的孤岛划分模型;
模型求解模块,用于通过智能算法对步骤四所得孤岛划分模型求解,实现配电网各区域网络的孤岛划分。进一步的,
进一步的,所述信息获取模块获取配电网区域网络结构及负荷信息,具体包括:获取含微电网的配电网各区域网络拓扑结构、每个节点下的负荷功率及重要程度、各支路阻抗、微电网和分布式电源的接入点位置以及发电出力大小,根据重要程度将负荷分为一类负荷M1={1,2,…,m1}、二类负荷M2={1,2,…,m2}和三类负荷M3={1,2,…,m3}。
进一步的,所述划分要求分析模块分析配电网孤岛划分要求时考虑以下因素:
1)尽可能恢复更多负荷量,以缩小故障影响范围,;
2)优先保障非故障区域重要负荷;
3)尽可能减少开关动作以方便孤岛重新接入;
4)每个孤岛内需要至少一个具有黑启动能力的微电网,并不能仅含分布式电源;
5)孤岛内满足有功功率平衡、节点电压和支路容量约束;
6)配电网网络拓扑始终保持辐射式结构,孤岛划分不改变原有网络结构。
进一步的,所述划分模型建立模块搭建的孤岛划分模型的目标函数为:
Figure BDA0003872734850000051
式中,θ1、θ2、θ3、θ4分别表示一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作权重系数;RLi表示负荷Li是否包含在孤岛范围内,1表示已包含,0表示未包含;PLi表示负荷Li的有功功率;PSLi为区域内所有同等级负荷的有功功率之和;N为区域内分段支路数量,Ki表示现有状态,0表示断开状态,1表示闭合状态,Ki0表示现有开关状态;
目标函数的约束条件如下:
1)孤岛功率平衡约束:
孤岛划分时线路损耗不可忽略,孤岛内电源出力总容量需满足下式:
Figure BDA0003872734850000052
式中,
Figure BDA0003872734850000053
表示孤岛内各电源出力;
Figure BDA0003872734850000054
表示孤岛内负荷总需求;
Figure BDA0003872734850000055
表示线损;
2)节点电压约束:
ui,min≤ui≤ui,max (3)
节点电压需在电压运行范围内,不能越限;
3)支路容量约束:
Si≤Si,max (4)
各支路容量不能超过支路的最大允许值;
4)孤岛内电源类型约束:
孤岛内须包含至少一个微电网,不能仅包含分布式电源。
进一步的,所述权重指标权重指标结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标,具体包括:
1)各专家对各孤岛划分指标重要程度进行打分,Aij表示i专家对j指标的打分;
2)针对专家打分进行归一化操作,公式如下:
Figure BDA0003872734850000056
3计算各专家针对同样指标打分的权重,Pij表示i专家针对j指标打分在所有专家打分中的占比:
Figure BDA0003872734850000061
4)计算指标冗余度:
Figure BDA0003872734850000062
根据公式(7)计算目标函数中一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作次数四个指标的冗余度;
5)根据步骤4)中计算得到的四个指标的冗余度,最终确定孤岛划分模型的指标权重系数:
Figure BDA0003872734850000063
本发明的有益效果在于:
1、现有研究中指标权重通过人为设定,本研究结合专家经验和熵权法,分析得到较为合理的孤岛划分模型中目标指标权重值;
2、综合考虑恢复负荷量、网损、开关动作次数等因素,建立了较合理的含微电网的配电网孤岛划分数学模型,可在配电网发生严重故障情况下,基于优先保障重要负荷、便于故障恢复后重新接入原则,通过配电网孤岛划分模型,将配电网区域主动解列为若干个独立的孤岛,以此保障配电网负荷的不间断供电,从而提升了配电网故障恢复的快速性和可靠性,具有重要学术意义和工程实用价值。
附图说明
图1是本发明一种含微电网的配电网供电恢复方法其中一个实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例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的一部分实施例,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做出创造性劳动的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。
如图1所示,本发明实施例提供一种含微电网的配电网供电恢复方法,包括以下步骤:
步骤一、获取取含微电网的配电网区域网络结构及负荷信息。
首先获取含微电网的配电网各区域网络拓扑结构、每个节点下的负荷功率及重要程度、各支路阻抗、微电网和分布式电源的接入点位置以及发电出力大小,根据重要程度将负荷分为一类负荷M1={1,2,…,m1}、二类负荷M2={1,2,…,m2}和三类负荷M3={1,2,…,m3}。
步骤二、分析配电网孤岛划分要求。
当含微电网的配电网发生故障时迅速检测到故障,并定位到故障发生位置,对故障区域进行隔离;同时对大电网输电无法持续的配网区域网络采取预先计划好的供电恢复方案,快速进行解列,形成一定数量的孤岛继续运行,保证负荷不间断供电,计划孤岛划分方案直接影响到负荷是否能够在配电网发生故障时继续正常运转。对含微电网的配电网进行孤岛划分时,怎样充分微电网和分布式电源的能力,在保证各孤岛安全稳定运行的情况下,尽可能更快的最大限度的恢复负荷,是进行孤岛划分的关键。因此,预先进行孤岛划分时需考虑以下因素:
1)为缩小故障影响范围,尽可能恢复更多负荷量;
2)优先保障非故障区域重要负荷;
3)方便孤岛重新接入,尽可能减少开关动作;
4)每个孤岛内需要至少一个具有黑启动能力的微电网,并不能仅含分布式电源;
5)孤岛内满足有功功率平衡、节点电压和支路容量等约束;
6)配电网网络拓扑始终保持辐射式结构,孤岛划分不改变原有网络结构。
步骤三、基于孤岛划分要求建立孤岛划分模型,搭建重要负荷、故障恢复重新接入的配电网孤岛划分目标函数,建立潮流约束、节点电压、孤岛内电源类型等约束条件。
根据步骤二结论,孤岛划分是一个多目标、多约束的组合优化问题,孤岛划分模型的目标函数为:
Figure BDA0003872734850000071
式中,θ1、θ2、θ3、θ4分别表示一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作权重系数;RLi表示负荷Li是否包含在孤岛范围内,1表示已包含,0表示未包含;PLi表示负荷Li的有功功率;PSLi为区域内所有同等级负荷的有功功率之和;N为区域内分段支路数量,Ki表示现有状态,0表示断开状态,1表示闭合状态,Ki0表示现有开关状态。
孤岛的安全稳定运行须满足以下约束条件,即孤岛划分模型的目标函数的约束条件如下:
1)孤岛功率平衡约束:
孤岛划分时线路损耗不可忽略,孤岛内电源出力总容量需满足下式:
Figure BDA0003872734850000081
式中,
Figure BDA0003872734850000082
表示孤岛内各电源出力;
Figure BDA0003872734850000083
表示孤岛内负荷总需求;
Figure BDA0003872734850000084
表示线损。
2)节点电压约束:
ui,min≤ui≤ui,max (3)
节点电压需在电压运行范围内,不能越限。
3)支路容量约束:
Si≤Si,max (4)
各支路容量不能超过支路的最大允许值。
4)孤岛内电源类型约束:
孤岛内须包含至少一个微电网,不能仅包含分布式电源。
步骤四、结合专家经验和熵权法确定模型中目标函数各权重指标,得到合理精准的孤岛划分模型:
利用熵权法和专家经验确定θ1、θ2、θ3、θ4合理值,具体实施步骤如下:
1)各专家对各孤岛划分指标重要程度进行打分,Aij表示i专家对j指标的打分。
专家 一类负荷 二类负荷 三类负荷 开关动作
专家1 A<sub>11</sub> B<sub>12</sub> C<sub>13</sub> D<sub>14</sub>
专家2 A<sub>21</sub> B<sub>22</sub> C<sub>23</sub> D<sub>24</sub>
专家N A<sub>N1</sub> B<sub>N2</sub> C<sub>N3</sub> D<sub>N4</sub>
2)孤岛划分指标数据标准化
各指标打分可能存在量纲差异性,因此,针对专家打分进行归一化操作,公式如下:
Figure BDA0003872734850000091
专家 一类负荷 二类负荷 三类负荷 开关动作
专家1 A<sub>11</sub>’ B<sub>12</sub>’ C<sub>13</sub>’ D<sub>14</sub>’
专家2 A<sub>21</sub>’ B<sub>22</sub>’ C<sub>23</sub>’ D<sub>24</sub>’
专家N A<sub>N1</sub>’ B<sub>N2</sub>’ C<sub>N3</sub>’ D<sub>N4</sub>’
3)计算比重
通过步骤2)完成指标归一化操作之后,计算各专家针对同样指标打分的权重,Pij表示i专家针对j指标打分在所有专家打分中的占比。
Figure BDA0003872734850000092
专家 一类负荷 二类负荷 三类负荷 开关动作
专家1 P<sub>11</sub> P<sub>12</sub> P<sub>13</sub> P<sub>14</sub>
专家2 P<sub>21</sub> P<sub>22</sub> P<sub>23</sub> P<sub>24</sub>
专家N P<sub>n1</sub> P<sub>n2</sub> P<sub>n3</sub> P<sub>n4</sub>
4)计算指标冗余度
Figure BDA0003872734850000093
根据公式(7)计算目标函数中一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作次数四个指标的冗余度。
5)确定各指标的权重系数
根据步骤4)中计算得到的四个指标的冗余度,最终可确定孤岛划分模型的指标权重系数。
Figure BDA0003872734850000094
指标 一类负荷 二类负荷 三类负荷 开关动作
权重系数 θ<sub>1</sub> θ<sub>2</sub> θ<sub>3</sub> θ<sub>4</sub>
步骤五、通过智能优化算法对孤岛划分模型求解。
选择合适的优化算法,例如粒子群算法、遗传算法和模拟退火算法等,求解孤岛划分模型,并不局限于一种优化算法,获得在满足各种约束条件的基础之上合理的孤岛划分方案。
本发明实施例还提供一种含微电网的配电网供电恢复系统,包括:
信息获取模块,用于获取配电网区域网络结构及负荷信息;
划分要求分析模块,用于分析配电网孤岛划分要求;
划分模型建立模块,用于基于孤岛划分要求建立孤岛划分模型,搭建孤岛划分模型的目标函数以及目标函数约束条件;
权重指标确定模块,用于结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标,得到合理精准的孤岛划分模型;
模型求解模块,用于通过智能算法对步骤四所得孤岛划分模型求解,实现配电网各区域网络的孤岛划分。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。。

Claims (10)

1.一种含微电网的配电网供电恢复方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、获取配电网区域网络结构及负荷信息;
步骤二、分析配电网孤岛划分要求;
步骤三、针对步骤一获取的电网区域网络结构及负荷信息,基于步骤二获得的孤岛划分要求建立孤岛划分模型,搭建孤岛划分模型的目标函数以及目标函数约束条件;
步骤四、结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标,得到合理精准的孤岛划分模型;
步骤五、通过智能算法对步骤四所得孤岛划分模型求解,实现配电网各区域网络的孤岛划分。
2.如权利要求1所述的含微电网的配电网供电恢复方法,其特征在于:步骤一获取配电网区域网络结构及负荷信息,具体包括:获取含微电网的配电网各区域网络拓扑结构、每个节点下的负荷功率及重要程度、各支路阻抗、微电网和分布式电源的接入点位置以及发电出力大小,根据重要程度将负荷分为一类负荷M1={1,2,…,m1}、二类负荷M2={1,2,…,m2}和三类负荷M3={1,2,…,m3}。
3.如权利要求2所述的含微电网的配电网供电恢复方法,其特征在于:步骤二分析配电网孤岛划分要求时考虑以下因素:
1)尽可能恢复更多负荷量,以缩小故障影响范围,;
2)优先保障非故障区域重要负荷;
3)尽可能减少开关动作以方便孤岛重新接入;
4)每个孤岛内需要至少一个具有黑启动能力的微电网,并不能仅含分布式电源;
5)孤岛内满足有功功率平衡、节点电压和支路容量约束;
6)配电网网络拓扑始终保持辐射式结构,孤岛划分不改变原有网络结构。
4.如权利要求3所述的含微电网的配电网供电恢复方法,其特征在于:步骤三中搭建的孤岛划分模型的目标函数为:
Figure FDA0003872734840000011
式中,θ1、θ2、θ3、θ4分别表示一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作权重系数;RLi表示负荷Li是否包含在孤岛范围内,1表示已包含,0表示未包含;PLi表示负荷Li的有功功率;PSLi为区域内所有同等级负荷的有功功率之和;N为区域内分段支路数量,Ki表示现有状态,0表示断开状态,1表示闭合状态,Ki0表示现有开关状态;
目标函数的约束条件如下:
1)孤岛功率平衡约束:
孤岛划分时线路损耗不可忽略,孤岛内电源出力总容量需满足下式:
Figure FDA0003872734840000021
式中,
Figure FDA0003872734840000022
表示孤岛内各电源出力;
Figure FDA0003872734840000023
表示孤岛内负荷总需求;
Figure FDA0003872734840000024
表示线损;
2)节点电压约束:
ui,min≤ui≤ui,max (3)
节点电压需在电压运行范围内,不能越限;
3)支路容量约束:
Si≤Si,max (4)
各支路容量不能超过支路的最大允许值;
4)孤岛内电源类型约束:
孤岛内须包含至少一个微电网,不能仅包含分布式电源。
5.如权利要求4所述的含微电网的配电网供电恢复方法,其特征在于:步骤四结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标,得到合理精准的孤岛划分模型,具体包括:
1)各专家对各孤岛划分指标重要程度进行打分,Aij表示i专家对j指标的打分;
2)针对专家打分进行归一化操作,公式如下:
Figure FDA0003872734840000025
3计算各专家针对同样指标打分的权重,Pij表示i专家针对j指标打分在所有专家打分中的占比:
Figure FDA0003872734840000026
4)计算指标冗余度:
Figure FDA0003872734840000031
根据公式(7)计算目标函数中一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作次数四个指标的冗余度;
5)根据步骤4)中计算得到的四个指标的冗余度,最终确定孤岛划分模型的指标权重系数:
Figure FDA0003872734840000032
6.一种含微电网的配电网供电恢复系统,其特征在于,包括:
信息获取模块,用于获取配电网区域网络结构及负荷信息;
划分要求分析模块,用于分析配电网孤岛划分要求;
划分模型建立模块,用于针对信息获取模块获取的电网区域网络结构及负荷信息,基于划分要求分析模块获得的孤岛划分要求建立孤岛划分模型,搭建孤岛划分模型的目标函数以及目标函数约束条件;
权重指标确定模块,用于结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标,得到合理精准的孤岛划分模型;
模型求解模块,用于通过智能算法对步骤四所得孤岛划分模型求解,实现配电网各区域网络的孤岛划分。
7.如权利要求6所述的含微电网的配电网供电恢复系统,其特征在于:所述信息获取模块获取配电网区域网络结构及负荷信息,具体包括:获取含微电网的配电网各区域网络拓扑结构、每个节点下的负荷功率及重要程度、各支路阻抗、微电网和分布式电源的接入点位置以及发电出力大小,根据重要程度将负荷分为一类负荷M1={1,2,…,m1}、二类负荷M2={1,2,…,m2}和三类负荷M3={1,2,…,m3}。
8.如权利要求7所述的含微电网的配电网供电恢复系统,其特征在于:所述划分要求分析模块分析配电网孤岛划分要求时考虑以下因素:
1)尽可能恢复更多负荷量,以缩小故障影响范围,;
2)优先保障非故障区域重要负荷;
3)尽可能减少开关动作以方便孤岛重新接入;
4)每个孤岛内需要至少一个具有黑启动能力的微电网,并不能仅含分布式电源;
5)孤岛内满足有功功率平衡、节点电压和支路容量约束;
6)配电网网络拓扑始终保持辐射式结构,孤岛划分不改变原有网络结构。
9.如权利要求8所述的含微电网的配电网供电恢复系统,其特征在于:所述划分模型建立模块搭建的孤岛划分模型的目标函数为:
Figure FDA0003872734840000041
式中,θ1、θ2、θ3、θ4分别表示一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作权重系数;RLi表示负荷Li是否包含在孤岛范围内,1表示已包含,0表示未包含;PLi表示负荷Li的有功功率;PSLi为区域内所有同等级负荷的有功功率之和;N为区域内分段支路数量,Ki表示现有状态,0表示断开状态,1表示闭合状态,Ki0表示现有开关状态;
目标函数的约束条件如下:
1)孤岛功率平衡约束:
孤岛划分时线路损耗不可忽略,孤岛内电源出力总容量需满足下式:
Figure FDA0003872734840000042
式中,
Figure FDA0003872734840000043
表示孤岛内各电源出力;
Figure FDA0003872734840000044
表示孤岛内负荷总需求;
Figure FDA0003872734840000045
表示线损;
2)节点电压约束:
ui,min≤ui≤ui,max (3)
节点电压需在电压运行范围内,不能越限;
3)支路容量约束:
Si≤Si,max (4)
各支路容量不能超过支路的最大允许值;
4)孤岛内电源类型约束:
孤岛内须包含至少一个微电网,不能仅包含分布式电源。
10.如权利要求9所述的含微电网的配电网供电恢复系统,其特征在于:所述权重指标权重指标结合专家经验和熵权法确定孤岛划分模型中目标函数各权重指标,具体包括:
1)各专家对各孤岛划分指标重要程度进行打分,Aij表示i专家对j指标的打分;
2)针对专家打分进行归一化操作,公式如下:
Figure FDA0003872734840000051
3计算各专家针对同样指标打分的权重,Pij表示i专家针对j指标打分在所有专家打分中的占比:
Figure FDA0003872734840000052
4)计算指标冗余度:
Figure FDA0003872734840000054
根据公式(7)计算目标函数中一类负荷、二类负荷、三类负荷和开关动作次数四个指标的冗余度;
5)根据步骤4)中计算得到的四个指标的冗余度,最终确定孤岛划分模型的指标权重系数:
Figure FDA0003872734840000053
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