[發明專利]一種含分布式電源配電網的孤島劃分方法

有效

• 申請號: 201410195279.3
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN105098762B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 馮雪平;宋曉輝;梁英;孟曉麗;賈東梨;胡麗娟;仉天舒;李雅潔;張瑜;何開元;張琳;趙珊珊;常松;陳曉毅
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;國網浙江省電力公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種電力系統的孤島劃分方法，具體涉及一種含分布式電源配電網的孤島劃分方法。

背景技術

計劃孤島有可能成為未來配電系統發生故障后充分利用分布式電源的一種理想方法。目前對含分布式電源配電網的孤島劃分方法進行了研究，這些方法又可以分為離線孤島劃分和在線孤島劃分兩種。離線孤島劃分是指是指采用傳統的解列方式，一般基于離線計算，實現確定好解列點，由解列裝置根據本地信息判斷，確定是否動作解列，使非計劃孤島轉化為計劃孤島運行。目前在實際電網中幾乎所有的電力系統均采用這種離線選擇解列點的方式。但是該方法對于多變的電網往往不適合，不能反映電網的實際情況、整定困難。同時，配電網中故障復雜，不同的故障點位置如果采用相同的解列方式，有可能無法發揮分布式電源的作用，導致某些的重要負荷無法恢復供電。基于離線孤島劃分的缺點，有學者對在線孤島劃分進行了研究，主要方法有：(1)啟發式孤島劃分方法：采用節點賦權的圖論模型求解。根據故障前的潮流數據，從DG源點單元出發，不斷融合相鄰的源點節點和負荷節點，直至源點單元中的功率輸出與負荷基本匹配，此時得到的孤島方案就是最終的孤島方案，孤島的邊緣就是解列點。該方法能夠快速得到孤島方案，但是該方法不能形成最大范圍的潛在孤島。(2)基于有根樹的孤島劃分方法：根據配電網的輻射狀結構和故障恢復的特點，提出利用具有層次特性的根樹對分布式發電孤島劃分問題建模。最終采用分層和深度優先搜索的方法解決孤島劃分問題。該方法縮小了搜索空間，大大減小了決策時間，但是該方法只有在分布式電源處于配電網末端時才能形成孤島，同時不能得到最優解。(3)基于最小生成樹的孤島劃分方法：基于Prim算法的分布式孤島劃分方法，將孤島問題轉化為求取連通圖的最小生成樹。對含負荷和變壓器的線路進行不同的賦權，用功率平衡約束進行判斷，知道最終不再滿足約束為止。該方法能用于配電網的環網結構，但是文獻中的賦權方法只能用于35kV及以上的高壓配網，對于中壓配電網不適用，同時該方法不能得到最優解。(4)基于分支定界和動態規劃的孤島劃分方法；這兩種方法可以在輻射狀配電網中的得到最優解，但是缺點在于不能處理網格狀配電網，同時在系統規模較大的情況下，搜索效率較低。(5)基于分層控制的孤島劃分方法：將含有分布式發電系統的電網進行孤島分層，通過控制不同層次的孤島控制單元和并網逆變器以實現孤島運行。該種方法可以理解為離線孤島劃分和在線孤島劃分的結合，能夠保證并網發電系統在并網和孤島下靈活運行，但是該方法也存在離線孤島劃分的缺點，靈活度優先，需要采取切負荷等措施。難以得到最優解。現有的孤島劃分算法的缺點有兩個，一是不能處理含環網結構的復雜配電網，二是當配電網規模較大時難以在保證計算速度的前提下保證得到最優解。進一步研究合理的孤島劃分方法，對于DG比重較高的配電網故障后的恢復具有積極意義，能實現快速有效的配電網供電恢復。

圖論是一門應用廣泛且內容豐富的學科，隨著計算機和數學軟件的發展，圖論越來越多地被人們應用到實際生活和生產中，也成為解決眾多實際問題的重要工具。配電網中元器件和負荷眾多，使用圖論來分析配電網可以直觀的表示配電網的網絡拓撲和潮流分布。因此，很多文獻中都使用圖論來處理配電網分析問題。設簡單圖G＝(T,E)，T為圖G的子圖，若滿足V(T)＝V(G)且T為樹，則T就為圖G的一顆生成樹。結合生成樹的定義，易知每個連通圖均有其生成樹。若在圖G中考慮權值，也就是在加權連通圖G中，生成樹也就定義了它的權值，其值為生成樹中所有邊上的權值總和，而權值最小的生成樹稱為該圖的最小生成樹(Minimum Spanning Tree)。現有的最小生成樹算法主要有Prim算法和Kruskal算法。