[發明專利]一種兩階段式配電網緊急孤島劃分方法

有效

• 申請號: 201910136234.1
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109861283B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 李鵬;徐箭;徐全;謝博宇;袁智勇;廖思陽;白浩;雷金勇;史訓濤;姜臻;于力;張斌;熊文;危國恩
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;武漢大學;廣州供電局有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

本發明涉及供電技術領域，具體涉及一種兩階段式配電網緊急孤島劃分方法，在故障前根據配電網廣域量測系統的量測信息，以保證系統故障時刻平穩過渡為主要目標，以一定的時間間隔不斷求解故障前孤島劃分優化模型，得到滿足系統當前狀態的故障前原始孤島劃分方案；通過對故障前原始孤島方案進行增負荷、減負荷修正，得到孤島在線劃分決策表，方便故障時刻實時查詢得到滿足系統實時狀態的切負荷方案；系統通過執行決策表進入到初始孤島狀態后，根據預估停電時間，將整個停電周期劃分為若干個時間段；以增加負荷恢復數量為目標，通過求解故障后Look?ahead滾動孤島劃分優化模型，得到最新的孤島劃分方案并執行。該方法保證了故障時關鍵負荷的連續、持續供電。

技術領域

本發明屬于供電技術領域，尤其涉及一種兩階段式配電網緊急孤島劃分方法。

背景技術

電力系統正在面臨越來越多的故障停電事件。一方面，自然災害，例如臺風、山洪等，發生概率的不斷增加，導致了大量的倒桿、斷線等設備故障；另一方面，電力電子化設備，例如光伏、儲能等，高密度接入，致使運行控制愈加復雜，這些均會引起電網故障的發生。輸電網故障容易導致整個配電區域的大停電事件，此時無法通過傳統的負荷轉供方式為關鍵負荷進行快速供電恢復，嚴重影響關鍵地區社會生產活動，將會造成巨大經濟損失。因此，在大停電事件發生時如何保證關鍵負荷的快速供電是一個亟待解決的問題。配電網緊急孤島能夠快速響應局部大停電故障，充分利用本地電源，為關鍵負荷進行連續、持續供電，體現了未來智能配電網關鍵特征—‘韌性’。

孤島劃分即如何合理有效的切除部分負荷以保證孤島系統的平穩運行與關鍵負荷的連續、持續供電。有文獻記載運行后可能出現的停電事件在電網規劃建設時期即對分布式電源的選址定容進行了優化，預先制定出切負荷與電源配置的孤島方案，故障期間通過執行孤島方案保證關鍵負荷的持續供電。也有文獻記載在故障時間發生后，利用停電前量測系統記錄的狀態信息，通過求解負荷組合優化問題，制定出電源出力與負荷恢復方案，通過電源黑啟動逐步恢復負荷形成孤島系統。另一方面，隨著新能源的快速發展，配電網中將配置越來越多的分布式新能源。分布式新能源雖然可以增加負荷恢復數量，但如何處理其功率波動性是孤島劃分中面臨的重要問題。采用最壞場景分析法，采用分布式電源預測出力最低值作為電源實際出力進行孤島劃分，雖然有效保證了孤島系統功率平衡，但是該劃分方法較為保守，未能發揮分布式電源的緊急供電潛力。也有首先通過拉丁超立方對分布式電源出力與負荷功率的概率分布曲線進行抽樣，根據得到的不同場景形成對應的孤島劃分方案，再通過對孤島方案進行概率統計，確定最終孤島劃分方案。但現有孤島劃分策略普遍存在受制傳統量測系統數據刷新慢、精度低等原因，無法實時掌握配電系統狀態，均會經歷短暫停電用來進行黑啟動，無法保證關鍵負荷的連續供電；且形成確定性的孤島劃分方案，無法靈活修改孤島方案應對新能源功率波動以保證關鍵負荷持續供電。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于在線匹配與滾動優化的兩階段式配電網緊急孤島劃分方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種兩階段式配電網緊急孤島劃分方法，包括以下步驟：

步驟1、系統發生故障前，通過配電網廣域量測系統提供的最新負荷、電源功率信息，求解故障前孤島劃分優化模型，得到故障前原始孤島劃分方案；

步驟2、基于步驟1得到的故障前原始孤島劃分方案，根據負荷功率得到孤島在線劃分決策表；

步驟3、如果發生故障，根據電源功率查詢孤島在線劃分決策表，得到滿足系統實時狀態的切負荷方案，執行切負荷方案后系統進入初始孤島，并執行步驟4；如果沒有發生故障，則返回步驟1；

步驟4、預估停電時間，并將整個停電周期分為若干個時間段，在每個時間段開始時，利用最新光伏功率預測信息，求解故障后孤島劃分模型，并得到未來多個時間段內的孤島劃分方案，保留并采用最近時間段的孤島劃分方案；

步驟5、重復步驟4，直到故障清除，系統正常并網。