[發明專利]一種基于智能軟開關的配電網供電恢復方法

有效

• 申請號: 201610463651.3
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN105896537B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 董旭柱;吳爭榮;劉志文;陳立明;李鵬;宋關羽
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心;南方電網科學研究院有限責任公司;天津大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種配電網供電恢復方法。特別是涉及一種基于智能軟開關的配電網供電恢復方法。

背景技術

配電網作為電力系統直接面向用戶的一環，與用戶的聯系最為緊密，對用戶的影響最為直接。相對于傳統配電網，智能配電網從原來單一的電能分配角色轉變為集電能收集、傳輸、存儲與分配為一體的新型電力交換系統，不僅在一次側將借助分布式電源、儲能裝置及DFACTS等裝備以滿足系統的運行需求，在二次側還會利用高級配電自動化技術提高系統的信息通信能力與智能化水平，使得電網在可再生能源利用、系統可靠性、電網資產利用率、與用戶互動等方面有顯著提高。

故障自愈作為智能配電網的重要特征之一，近年來得到了廣泛關注。智能配電網中設備種類多、控制策略復雜，對故障電壓、短路電流反應靈敏，因此，對智能配電網的故障自愈提出了更高的要求。其中，智能配電網供電恢復作為故障自愈的最后一環，起著至關重要的作用。配電網發生故障后，首先通過故障定位，識別故障位置，然后通過故障隔離將故障區域切除，最后進行供電恢復。如何在保證電壓安全運行水平的前提下，盡可能多的恢復負荷，是一個亟待解決的問題。

智能軟開關(Soft Open Point，SOP)是取代傳統聯絡開關的一種新型智能配電裝置，智能軟開關的應用將極大地提高配電系統運行的靈活性和可控性，對此國內外已有學者開展了初步研究，但對智能軟開關在配電網故障自愈過程中發揮的作用卻較少涉及。與聯絡開關相比，智能軟開關的功率控制更加安全可靠，避免了開關操作可能帶來的安全隱患。在故障發生時，由于直流隔離的作用，能夠有效阻止故障電流穿越；在供電恢復過程中，能夠為故障側提供有效的電壓支撐，從而可以擴大供電恢復范圍。

目前已有的配電網供電恢復方法多采用網絡重構來實現，而通過這種新型電力電子裝置來實現配電網供電恢復尚未開展廣泛研究。因此，急需一種基于智能軟開關的配電網供電恢復方法，用以解決故障隔離后，在保證電壓水平前提下的配電網供電恢復問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種針對配電網供電恢復問題，能夠建立基于智能軟開關的配電網供電恢復模型，綜合考慮多種安全運行約束，最終確定供電恢復方案的基于智能軟開關的配電網供電恢復方法。

本發明所采用的技術方案是：一種基于智能軟開關的配電網供電恢復方法，包括如下步驟：

1)根據選定的配電系統，輸入線路參數、負荷水平、網絡拓撲連接關系，系統運行電壓水平和支路電流限制，智能軟開關接入位置、容量和損耗系數，系統故障位置，基準電壓和基準功率初值；

2)依據步驟1)提供的配電系統結構及參數，建立基于智能軟開關的配電網供電恢復問題的數學模型，包括：設定配電系統恢復有功負荷最大為目標函數，分別考慮系統潮流約束、運行電壓約束、支路電流約束和智能軟開關運行約束；

3)將步驟2)得到的數學模型采用原對偶內點法進行求解；

4)輸出步驟3)的求解結果，包括目標函數值、各節點電壓幅值與相角、各節點恢復負荷系數、智能軟開關傳輸功率值。

步驟2)所述的配電系統恢復有功負荷最大為目標函數表示為

式中，N_N為系統節點數；為節點i處負荷消耗的有功功率；λ_i為可恢復節點i上負荷的系數，λ_i∈[0,1]。

步驟2)所述的智能軟開關運行約束表示為

1)智能軟開關傳輸的有功功率約束

2)智能軟開關容量約束

3)智能軟開關故障側電壓約束

4)智能軟開關故障側相角約束

式中，i、j為智能軟開關所接入配電系統的節點編號；分別為智能軟開關兩個換流器注入的有功功率和無功功率；和為智能軟開關損耗系數；和為接在節點i、j換流器的容量；為故障側智能軟開關初始電壓，U₀為故障側節點電壓基準值；為故障側智能軟開關初始相角，θ₀為節點相角基準值。