基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)負(fù)荷逐漸加載聚合的計(jì)劃孤島劃分方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)劃孤島劃分技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)負(fù)荷逐漸加載聚合的計(jì)劃孤島劃分方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能電網(wǎng)是指電力系統(tǒng)通過自動(dòng)預(yù)測和對系統(tǒng)干擾的響應(yīng)提高電網(wǎng)的供電可靠性和供電效率。為了實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)智能電網(wǎng)水平，各種自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)嘗試在配電系統(tǒng)的計(jì)量、保護(hù)和控制領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。在這些技術(shù)中，其中的自動(dòng)電源恢復(fù)是智能電網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，而這一部分因?yàn)榉植际诫娫吹慕尤肟梢詺w結(jié)為故障后計(jì)劃性孤島劃分與非計(jì)劃性孤島的調(diào)度管理。從這個(gè)角度來看，這一問題同時(shí)又與基于DG的配電網(wǎng)系統(tǒng)的保護(hù)及其自動(dòng)化系統(tǒng)有著密切的聯(lián)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(fù)方案是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)智能化水平及其提高配網(wǎng)供電可靠性及其效率的一個(gè)有效手段。
[0003]傳統(tǒng)的電力恢復(fù)過程可能需要幾個(gè)小時(shí)來完成，這取決于客戶報(bào)停的快速性和維修人員可以找到故障點(diǎn)和進(jìn)行電力恢復(fù)的過程。近年來，電力部門普遍配置了配電自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)包括:基于饋線配置了開關(guān)設(shè)備(重合器，電路斷路器，等等)和具有保護(hù)與控制功能的智能電子設(shè)備(IH))。簡單配置的自動(dòng)化功能，如測量，監(jiān)測，控制，通信等功能，使配網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)故障識(shí)別，故障隔離和恢復(fù)供電等功能。其結(jié)果是，電力中斷持續(xù)時(shí)間和系統(tǒng)的可靠性這兩項(xiàng)指標(biāo)都得到顯著改善。
[0004]基于配網(wǎng)自動(dòng)化提供的信息，自動(dòng)故障定位和隔離故障，較容易實(shí)現(xiàn)。相比之下，自動(dòng)電源恢復(fù)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，許多研究工作都集中在這個(gè)領(lǐng)域，以解決這個(gè)應(yīng)用困難，以前的研究主要是考慮的操作約束、負(fù)載平衡和其他實(shí)際問題。算法也是集中在啟發(fā)式搜索技術(shù)，人工智能為基礎(chǔ)的算法(例如，專家系統(tǒng)，遺傳算法，模糊邏輯)領(lǐng)域的應(yīng)用。雖然一些建議的算法的目標(biāo)是提供一個(gè)實(shí)時(shí)的解決方案，但是其中大部分是僅適用于規(guī)劃分析或被開發(fā)的調(diào)度控制中心，以幫助系統(tǒng)運(yùn)營商進(jìn)行決策。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)負(fù)荷逐漸加載聚合的計(jì)劃孤島劃分方法，以電源的負(fù)載能力大小為驅(qū)動(dòng)，通過由根到葉逆向搜索的方法，將負(fù)荷逐漸加載聚合，最終找到最佳潮流平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)最佳孤島劃分。可以適用于任何網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)，并且也不受DG運(yùn)行方式的約束。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)負(fù)荷逐漸加載聚合的計(jì)劃孤島劃分方法，其特征是，包括
[0008]故障時(shí)以各電源為起點(diǎn)，以故障電流或方向性保護(hù)判據(jù)為搜索驅(qū)動(dòng)，鎖定故障區(qū)域，進(jìn)行故障隔離；
[0009]故障隔離后，以故障隔離邊界跳開的隔離開關(guān)為起點(diǎn)，此跳開的開關(guān)在故障前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中是樹狀結(jié)構(gòu)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(guān)即為孤島劃分的邊界開關(guān)；以電源超載能力為驅(qū)動(dòng)；通過基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的負(fù)荷加載聚合方法進(jìn)行微網(wǎng)孤島劃分。
[0010]故障時(shí)以電源指向電源或負(fù)荷搜索為正向。
[0011]故障隔離后孤島劃分時(shí)，以開關(guān)指向電源搜索為正向。
[0012]基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的負(fù)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(fù)荷開關(guān)具有有限的承載能力；負(fù)載歸屬于相聯(lián)的線路負(fù)載能力這一參數(shù)；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。
[0013]負(fù)荷加載聚合方法包括:
[0014]S1、從一個(gè)可回溯負(fù)荷源，跟蹤所有它供應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)分支，直到達(dá)到樹結(jié)構(gòu)的末端；
[0015]S2、在由負(fù)荷向電源側(cè)遞歸時(shí)，定義每個(gè)網(wǎng)絡(luò)饋線的負(fù)載電流，并給出其限值；
[0016]S3、可遞歸加載負(fù)荷經(jīng)計(jì)算后，歸算至其可回溯電源的可用容量供選擇。
[0017]所述S1中的可回溯負(fù)荷源為變壓器。
[0018]故障隔離后孤島劃分時(shí)，在搜索中，確定一個(gè)T節(jié)點(diǎn)的一個(gè)下游分支作為恢復(fù)負(fù)荷路徑時(shí)，將該T節(jié)點(diǎn)與跟提供恢復(fù)供電電源連接最近的一個(gè)T節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)放在同一個(gè)集合S中，遍歷打開集合S中的聯(lián)絡(luò)開關(guān)并通過判斷打開聯(lián)絡(luò)開關(guān)后是否達(dá)到負(fù)荷平衡來確定該恢復(fù)負(fù)荷路徑的邊界開關(guān)，能夠達(dá)到負(fù)荷平衡的聯(lián)絡(luò)開關(guān)即為該恢復(fù)負(fù)荷路徑的邊界開關(guān)，當(dāng)該恢復(fù)負(fù)荷路徑上的S集合中不存在能使得負(fù)荷平衡的聯(lián)絡(luò)開關(guān)時(shí)，對該T節(jié)點(diǎn)所連接的其他分支上按照同樣的方法尋找邊界開關(guān)，尋到的邊界開關(guān)即是孤島劃分的邊界開關(guān)。
[0019]故障隔離后孤島劃分時(shí)，搜索到一個(gè)T節(jié)點(diǎn)有多個(gè)下游分支能回溯返回至同一電源時(shí)，按照分支的負(fù)荷加載能力的絕對值從高到低的順序作為恢復(fù)負(fù)荷路徑搜索的方向。
[0020]當(dāng)加載的負(fù)荷總數(shù)超出提供恢復(fù)供電電源的容量時(shí)，搜索終止。
[0021]故障隔離邊界跳開的隔離開關(guān)有多個(gè)時(shí)，每個(gè)隔離開關(guān)都要作為起點(diǎn)按照同樣的方法進(jìn)行搜索。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]本發(fā)明在故障時(shí)和孤島劃分時(shí)，采用不同的搜索起點(diǎn)，不同的搜索驅(qū)動(dòng)，不同的搜索方向進(jìn)行搜索，快速準(zhǔn)確的完成故障的隔離和供電的快速恢復(fù)，形成了融故障隔離及孤島劃分為一體的保護(hù)控制方法。
[0024]以電源的負(fù)載能力大小為驅(qū)動(dòng)，通過逐層遞歸即通過由根到葉逆向搜索的方法，將負(fù)荷逐漸加載聚合，最終找到最佳潮流平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)最佳孤島劃分。本發(fā)明不依據(jù)于事前的網(wǎng)絡(luò)定義，可以適用于任何網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)，并且也不受DG運(yùn)行方式的約束，只要是可以在故障隔離后可以恢復(fù)正常運(yùn)行的DG均可采用本發(fā)明。
【附圖說明】
[0025]圖1為配網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)分區(qū)轉(zhuǎn)化圖；
[0026]圖2為保護(hù)聯(lián)跳配合關(guān)系示意圖；
[0027]圖3為本實(shí)施例中基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)搜索的負(fù)荷加聚孤島劃分方法流程圖；
[0028]圖4為本實(shí)施例中基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)搜索的負(fù)荷加聚孤島劃分示意圖；
[0029]圖5(a)為配電自動(dòng)化實(shí)際動(dòng)作隔離故障動(dòng)作圖；
[0030]圖5(b)為配電自動(dòng)化實(shí)際動(dòng)作供電恢復(fù)圖1 ;
[0031]圖5(c)為配電自動(dòng)化實(shí)際動(dòng)作供電恢復(fù)圖2。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0033]本發(fā)明提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)負(fù)荷逐漸加載聚合的計(jì)劃孤島劃分方法，通過故障時(shí)的故障電流的分析及其故障前的各個(gè)電源(包括DG)供電能力與各個(gè)拓?fù)浞种ж?fù)載能力的分析，完成關(guān)于故障隔離以及隔離后的電源供電恢復(fù)一整套的基于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的故障診斷綜合方案，即失去了電源的健康區(qū)域，根據(jù)拓?fù)溥B接關(guān)系創(chuàng)建供電路徑，通過有效負(fù)荷平衡開關(guān)的跳閘操作，自動(dòng)形成計(jì)劃孤島的劃分。并且通過故障時(shí)跳開開關(guān)為起點(diǎn)，以故障電流大小為引摯，以各個(gè)電源為終點(diǎn)，通過相對于前者的逆向搜索，完成故障區(qū)段的判斷與隔離。
[0034]如圖1所示，配電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境通常用以下5種狀態(tài)來描述配電網(wǎng)絡(luò):正常，報(bào)警，緊急狀態(tài)和恢復(fù)后次狀態(tài)(包括計(jì)劃孤島劃分)、最終恢復(fù)狀態(tài)(包括孤島并網(wǎng))。
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