[發明專利]基于網絡拓撲結構負荷逐漸加載聚合的計劃孤島劃分方法

在審

• 申請號: 201510778121.3
• 申請日: 2015-11-12
• 公開（公告）號: CN105391030A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 林霞;李強;李揚;高厚磊;鄒貴彬;王金鳳;于華;陳珊;孟慶紅;魏然;宋金秋;杜亞;程星宇;李可;李瑤;朱新穎;張英彬;王群;魏鑫;薛會;石磊;時永;田鳳字;馮相軍;廉震;王祥軍;劉朋;萬衛東;孔令元;種法超;聶坤凱;胡太元;韓松
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山東省電力公司棗莊供電公司;山東大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J3/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本發明涉及計劃孤島劃分技術領域，尤其涉及一種基于網絡拓撲結構負荷逐漸加載聚合的計劃孤島劃分方法。

背景技術

智能電網是指電力系統通過自動預測和對系統干擾的響應提高電網的供電可靠性和供電效率。為了實現配電系統智能電網水平，各種自動化技術已經嘗試在配電系統的計量、保護和控制領域進行應用。在這些技術中，其中的自動電源恢復是智能電網的一個重要組成部分，而這一部分因為分布式電源的接入可以歸結為故障后計劃性孤島劃分與非計劃性孤島的調度管理。從這個角度來看，這一問題同時又與基于DG的配電網系統的保護及其自動化系統有著密切的聯系。因此尋找一套基于故障快速隔離及其隨后的基于孤島劃分的電源恢復方案是實現配網智能化水平及其提高配網供電可靠性及其效率的一個有效手段。

傳統的電力恢復過程可能需要幾個小時來完成，這取決于客戶報停的快速性和維修人員可以找到故障點和進行電力恢復的過程。近年來，電力部門普遍配置了配電自動化系統，系統包括：基于饋線配置了開關設備(重合器，電路斷路器，等等)和具有保護與控制功能的智能電子設備(IED)。簡單配置的自動化功能，如測量，監測，控制，通信等功能，使配網實現了自動故障識別，故障隔離和恢復供電等功能。其結果是，電力中斷持續時間和系統的可靠性這兩項指標都得到顯著改善。

基于配網自動化提供的信息，自動故障定位和隔離故障，較容易實現。相比之下，自動電源恢復是一項艱巨的任務，許多研究工作都集中在這個領域，以解決這個應用困難，以前的研究主要是考慮的操作約束、負載平衡和其他實際問題。算法也是集中在啟發式搜索技術，人工智能為基礎的算法(例如，專家系統，遺傳算法，模糊邏輯)領域的應用。雖然一些建議的算法的目標是提供一個實時的解決方案，但是其中大部分是僅適用于規劃分析或被開發的調度控制中心，以幫助系統運營商進行決策。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種基于網絡拓撲結構負荷逐漸加載聚合的計劃孤島劃分方法，以電源的負載能力大小為驅動，通過由根到葉逆向搜索的方法，將負荷逐漸加載聚合，最終找到最佳潮流平衡點，實現最佳孤島劃分?？梢赃m用于任何網絡拓撲結構的配電網，并且也不受DG運行方式的約束。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

基于網絡拓撲結構負荷逐漸加載聚合的計劃孤島劃分方法，其特征是，包括

故障時以各電源為起點，以故障電流或方向性保護判據為搜索驅動，鎖定故障區域，進行故障隔離；

故障隔離后，以故障隔離邊界跳開的隔離開關為起點，此跳開的開關在故障前的網絡拓撲結構中是樹狀結構的根；以其流過故障電流為搜索方向，將此方向搜索至的分界開關即為孤島劃分的邊界開關；以電源超載能力為驅動；通過基于網絡拓撲結構的負荷加載聚合方法進行微網孤島劃分。

故障時以電源指向電源或負荷搜索為正向。

故障隔離后孤島劃分時，以開關指向電源搜索為正向。

基于網絡拓撲結構的負荷加載聚合方法中，假定電源為具有有限容量的恒壓源；假定負荷開關具有有限的承載能力；負載歸屬于相聯的線路負載能力這一參數；假定饋線具有有限的電流承載能力；約束條件為饋線電流不過載。

負荷加載聚合方法包括：

S1、從一個可回溯負荷源，跟蹤所有它供應的網絡分支，直到達到樹結構的末端；

S2、在由負荷向電源側遞歸時，定義每個網絡饋線的負載電流，并給出其限值；

S3、可遞歸加載負荷經計算后，歸算至其可回溯電源的可用容量供選擇。

所述S1中的可回溯負荷源為變壓器。

故障隔離后孤島劃分時，在搜索中，確定一個T節點的一個下游分支作為恢復負荷路徑時，將該T節點與跟提供恢復供電電源連接最近的一個T節點之間的聯絡開關放在同一個集合S中，遍歷打開集合S中的聯絡開關并通過判斷打開聯絡開關后是否達到負荷平衡來確定該恢復負荷路徑的邊界開關，能夠達到負荷平衡的聯絡開關即為該恢復負荷路徑的邊界開關，當該恢復負荷路徑上的S集合中不存在能使得負荷平衡的聯絡開關時，對該T節點所連接的其他分支上按照同樣的方法尋找邊界開關，尋到的邊界開關即是孤島劃分的邊界開關。

故障隔離后孤島劃分時，搜索到一個T節點有多個下游分支能回溯返回至同一電源時，按照分支的負荷加載能力的絕對值從高到低的順序作為恢復負荷路徑搜索的方向。

當加載的負荷總數超出提供恢復供電電源的容量時，搜索終止。

故障隔離邊界跳開的隔離開關有多個時，每個隔離開關都要作為起點按照同樣的方法進行搜索。