[發明專利]基于分布式儲能的配電網故障重構及電壓控制方法及系統

有效

• 申請號: 201710499074.8
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107221937B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 劉友波;向月;呂林;劉俊勇;廖秋萍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H02J3/14
• 分類號: H02J3/14;H02J3/46
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

本發明涉及配電網故障后的供電恢復與電壓控制領域，具體公開了基于分布式儲能的配電網故障重構及電壓控制方法及系統。該方法針對主動配電網中斷線故障，基于主動配電網中儲能裝置的電能支撐和調壓裝置的電壓調節作用，以線路不過載、電壓不越限為原則，利用主動配電網動態網絡重構的方法，以主動配電網故障恢復成本最小為目標，實現主動配電網故障后供電的快速恢復，同時針對故障期間儲能、DG狀態變化實時更新配電網非故障區域負荷供電方案。所提方法充分基于故障期間儲能裝置的荷電狀態、DG消納狀態及可能停電時間制定儲能充放電策略，并按此策略協調調壓裝置調節進行主動配電網動態網絡重構，以盡量恢復主動配電網中負荷供電。

技術領域

本發明涉及主動配電網故障后的供電恢復與電壓控制領域，具體涉及基于分布式儲能的配電網故障重構及電壓控制方法及系統。

背景技術

目前，主動配電網故障恢復要求其恢復時間短、切負荷量少、拓撲結構滿足安全運行要求；同時，隨著清潔能源的并網，DG的故障運行要求增加配電網故障恢復的復雜性，現有故障恢復技術大多基于DG對故障恢復的影響，從切負荷量、故障恢復后網損、故障恢復成本等多方面出發，采用多目標多約束方法對主動配電網故障后恢復策略進行了大量有利討論；但是，隨著主動配電網結構及參與元件的日益豐富，主動配電網故障后恢復依然存在以下幾方面的問題，一是，儲能裝置的“源荷”可變性對主動配電網故障恢復的威脅；二是，主動配電網中擁有豐富的調壓資源，但并未充分考慮其故障恢復時的調節能力；三是，主動配電網故障具有一定時長，現有故障恢復僅針對故障時刻配電網的故障恢復問題，并未充分考慮故障期間，DG與負荷時序波動對故障運行狀態的安全威脅。

因此，有的學者提出基于可中斷負荷與DG參與協調的故障恢復模型，但并未針對故障期間配電網中負荷、DG出力波動時的進一步優化；有的方法采用多階段式故障恢復，提高了故障恢復效率，但并未基于主動配電網的復雜性；針對含分布式儲能的主動配電網單一的網絡重構方式或單時刻的故障恢復策略都難以充分保證整個故障期間主動配電網非故障區域的安全供電。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是基于分布式儲能的配電網故障重構及電壓控制方法，該方法利用主動配電網中儲能裝置的電壓支撐能力與調壓裝置的調節能力，采用配電網動態重構的方法，恢復主動配電網故障狀態下非故障區域負荷供電。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

基于分布式儲能的配電網故障重構及電壓控制方法，包括以下步驟：

(1)制定儲能裝置的充放電策略：根據動配電網故障時儲能裝置的荷電狀態、DG出力消納狀態與負荷需求，評估配電網最大可能停電時長，并制定儲能裝置的充放電策略；

(2)主動配電網動態網絡重構：根據制定的儲能裝置的充放電策略及調壓裝置的調節能力，以故障恢復成本最小為目標采用基于生成樹的蟻群算法，根據主動配電網中DG與儲能供電恢復能力對非故障區域支路開關組合進行優化，求解供電恢復最優路徑，并對主動配電網進行動態網絡重構；

(3)調壓裝置的電壓優化：當主動配電網動態重構不能保證節點電壓安全時，利用調壓裝置進行網絡電壓調節，以實現最大程度上恢復主動配電網區域負荷供電。

本發明的有益效果是：含分布式儲能集中控制的主動配電網故障后重構及電壓控制方法能有效提高主動配電網斷線故障后的非故障區域負荷恢復供電，該方法充分利用主動配電網中儲能裝置的電能支撐能力，配合主動配電網靈活的網絡拓撲結構，最大化恢復非故障區域負荷的供電；同時，利用主動配電網中豐富的調壓裝置，進一步提高主動配電網的電壓靈活調節能力，以實現主動配電網故障狀態下非故障區域負荷的全部安全供電。此外，本發明所提方法基于主動配電網故障期間儲能荷電狀態變化、DG出力及負荷波動，制定時序故障恢復方案，具有很強的適應性。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：

進一步，所述配電網故障重構及電壓控制方法具體包括以下步驟：