[發明專利]一種基于自然災害后協同微電網的配電網韌性提升方法

在審

• 申請號: 202210410888.0
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114914897A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 莫玉瓊
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 杭州正南創想專利代理事務所(普通合伙) 33360
• 代理人: 盧斌鋒

1.一種基于自然災害后協同微電網的配電網韌性提升方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、給定好分布式電源在配電系統中的位置；

S2、分析配電系統各線路在自然災害下的故障概率，確定配電網中的故障線路，從而明確失電負荷節點；

S3、根據在S2中造成的故障節點聯合S1中分布式電源在配電系統的位置，控制遠程控制開關設備和分布式電源的出力狀態，形成能夠繼續持續供電的多個輻射狀微電網；

S4、考慮失電負荷的優先級系數，由分布式電源參與分步恢復配電網中關鍵負荷的供電；

S5、根據微電網中恢復的重要負荷，對比傳統自然災害后對配電系統切機、切負荷的策略的韌性提升進行評價。

2.如權利要求1所述一種基于自然災害后協同微電網的配電網韌性提升方法，其特征在于，所述S2中線路故障概率的計算公式如下所示：

其中和分別為線路l故障概率的上、下限，配電網中線路損壞數的期望值為k_ave,u_l為線路l的電壓幅值，Ω_l為配電網中線路的集合，N_l為配電網中線路總數量。

3.如權利要求1一種基于自然災害后協同微電網的配電系統韌性提升方法所訴，其特征在于，所訴S3中遠程控制開關狀態，需要考慮到微電網的輻射狀拓撲約束。由于輻射狀微電網可以用生成樹約束來模擬，考慮到樹的連通性特征，對于某個微電網而言，一個節點只有在其父節點屬于某個微電網時，它才能也屬于這個微電網，這個條件可以用以下不等式約束表示：

其中v_ik和v_jk表示輔助二進制決策變量v_ik、v_jk∈{0，1}，分別表示子節點i和父節點j是否屬于微電網k，若屬于v_ik、v_jk＝1，或不屬于v_ik、v_jk＝0，其表示微電網k的集合，θ_k(i)表示節點i關于微電網k的父節點。

4.如權力要求3中所形成的微電網，也要考慮微電網中節點負荷和線路的連通性，如果節點i和節點j都屬于微電網k，即v_ik＝v_jk＝1，兩個節點之間連接的線路(i，j)也應該屬于微電網k，則該線路上的開關應處于閉合狀態。因此，節點間的支路約束可以表示為：

其中c_ij∈{0，1}表示二進制的決策變量，指示支路線路(i，j)關聯的開關是斷開的(c_ij＝0)還是閉合的(c_ij＝1)，h＝ζ_k(i，j)表示微電網中的線路(i，j)的子節點，v_hk∈{0，1}表示二元決策變量，v_hk＝0表示線路(i，j)子節點h不屬于微電網k，v_hk＝1表示線路(i，j)子節點h屬于微電網k，表示支路線路的集合。

5.如權利要求1所述的一種基于自然災害后協同微電網的配電系統韌性提升方法，其特征在于所述S4中，通過故障后各個負荷的優先級系數，計算得出各個負荷發生故障時所首先應該響應恢復的負荷，用于在真正發生故障時，保障一、二級負荷的持續供電，以及盡可能多的恢復三級負荷的供電。

6.如權利要求1中S5所述一種基于自然災害后協同微電網的配電網韌性提升方法，利用負荷恢復率，可以求出分布式電源形成的微電網對故障后配電網恢復的韌性提升，其評價指標目標函數為：

其中Resilience表示韌性提升的評價指標函數，該函數考慮供電負荷的優先級，用配電網中未因為自然災害中斷供電的負荷需求功率加上中斷后從分布式電源構成的微電網恢復供電的負荷需求功率與正常運行的配電網中的總負荷需求功率之比。式中表示負荷i在配電網中的優先級，PLoad_i表示負荷i的需求功率。