考虑分布式电源出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法技术

一种考虑分布式电源出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法，配电网故障恢复模型一般是对一个时刻的条件做静态恢复，由于分布式电源(下称DG)的出力在随时间变化,含DG的配电网故障恢复在一个时间断面上考虑是不切实际的，本发明专利技术根据现场实际情况，将故障恢复时段按照DG的出力情况进行时段划分，在单时段内求得最优解最终取得全时段内的最优故障恢复方案，实现考虑DG出力曲线的配电网多时段动态故障恢复。本发明专利技术充分考虑了DG的出力变化，提出了在改进二进制粒子群算法的基础上结合基于最优故障恢复路径的切负荷策略，解决了考虑DG出力曲线的配电网多时段动态故障恢复问题。

【技术实现步骤摘要】
专利领域本专利技术属于电力系统自动化
，涉及配电网的故障恢复，具体来说是一种考虑DG出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法。
技术介绍
现代电力系统的规模、容量和覆盖范围越来越大，在国民经济和人民生活中占有重要地位，故障停电会给社会生产和人民生活带来重创，一旦发生配电网大规模故障停电影响重要用户的供电，可能直接危害到社会的安全和稳定。随着分布式电源(下称DG)在配电系统中的应用也变得愈加可行和方便，其改变了传统的故障恢复模型，必须将DG不同时间段的出力变化考虑在内。所以，以最快速度做出含DG的配电网多时段动态最优故障恢复方案，提高供电可靠性迫在眉睫。配电网故障发生后，能及时、准确地做出故障恢复方案，恢复尽可能多的非故障失电负荷，对于提高供电可靠性具有重要意义。含DG的配电网故障恢复的目标是尽快恢复尽可能多的非故障失电负荷，即由其他馈线和DG提供转供路径恢复非故障失电负荷。目前该
的研究主要是基于故障发生时刻DG出力情况的静态故障恢复。关于网络重构得到辐射状配电网卢志刚等,(卢志刚，杨国良，张晓辉,等.改进二进制粒子群优化算法在配电网络重构中的应用[J].电力系统保护与控制,2009,37(7):30-34.)提出了改进二进制粒子群算法进行网络重构。基于故障发生时刻DG出力情况的静态故障恢复的主要成果是卢志刚等(卢志刚，董玉香.含分布式电源的配电网故障恢复策略[J].电力系统自动化，2007，31(1)：89-92.)提出的故障恢复策略，考虑了NBDG和BDG的区别，但是没有考虑到DG的出力变化情况；陈昕玥等(陈昕玥，唐巍，陈禹，等.基于机会约束规划含光伏发电的配电网故障恢复[J].电网技术，2014，38(1)：99-106.)根据不同时段光照强度的概率密度函数够早了光伏发电功率的离散概率模型，但最终仍将光伏的出力以概率收敛为一个恒定值，忽略了光伏一天中随光照强度变化而产生的出力波动；李志铿等(李志铿，王钢，陈志刚，等.基于区间潮流的含分布式电源配电网故障恢复算法[J].电力系统自动化，2011，35(24)：53-58.)提出了“区间数”这一概念来描述分布式电源出力的不确定性并基于此考虑了极短时间内的故障恢复，但是对于长时间故障恢复其模型并不适用。由于各种故障恢复模型均没有考虑到DG出力变化的实际情况，所以均无法实际运用于现场。
技术实现思路
本专利技术的目的在于对现有的配电网故障恢复策略进行改进，提出一种考虑DG出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法。本申请具体采用以下技术方案：考虑分布式电源出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法，其特征在于：首先根据故障情况设定故障恢复时间,根据DG出力情况设定恢复时段数，然后采用改进二进制粒子群算法进行网络重构，得到辐射状配电网，基于最优故障恢复路径的切负荷策略对每个生成的辐射状网架结构进行切负荷操作，采用枚举组合法将各单时段的最优恢复方案进行组合，得出开关操作次数最少的方案，即为配电网多时段动态故障恢复方法。考虑分布式电源出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法具体包括以下步骤：考虑分布式电源出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法，在配电网故障恢复过程中，将分布式电源出力值作为负的负荷纳入配电网故障恢复模型；其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：配电网发生故障后，设定故障恢复时长和恢复时段数T，建立以最小总损失负荷量为主要目标函数、最少开关操作次数为次要目标函数的配电网故障恢复模型，即配电网故障恢复方案首先满足主要目标函数，在主要目标函数值相同的时候才考虑次要目标函数，在所述配电网故障恢复模型中将分布式电源出力值作为负的负荷纳入模型，将初始恢复时段t的初始值赋1；步骤2：输入配电网的节点负荷矩阵、支路阻抗矩阵、关联矩阵、故障发生时刻和恢复时间等基础数据，采用重复潮流计算判断故障后的配电网是否需要切负荷，是则令切负荷标志Flag＝1，否则令Flag＝0；步骤3：将对配电网环网主体结构解环效果相同的多个相连支路等效合并为支路组；令迭代次数k＝1；步骤4：将不在环网主体结构中的支路强行置1，即在配电网故障恢复模型中将该支路开关闭合，初始化粒子群，用粒子各维的值代表配电网中相应支路的开关状态，粒子该维值为0即该支路开关断开，粒子该维值为1即该支路开关闭合；步骤5：基于改进二进制粒子群算法中的Sigmoid函数值进行故障后的配电网重构，得到辐射状配电网；步骤6：判断经过步骤5得到辐射状配电网是否存在电流越限的支路，当不存在电流越限支路，进入步骤7；当存在电流越限支路时，若切负荷标志Flag为0则返回步骤5根据重新产生的随机数得到更新后的粒子速度和Sigmoid函数值，重复步骤5-6；若切负荷标志Flag为1，则采用设定的切负荷策略对步骤5生成的辐射状配电网络中每个树状网络进行切负荷操作，然后进入步骤
7，其中，所述树状网络是指在辐射状配电网中每条母线供电的网络；步骤7：根据最小总损失负荷量更新粒子群算法中的个体最优极值和群体最优极值并令迭代次数k＝k+1,重复步骤5-7，达到最大迭代次数kmax后，得出当前时段配电网故障最优恢复方案，此时，根据群体最优极值得到“最小损失负荷量的粒子的位置”，即配电网故障最优恢复方案的拓扑结构；步骤8：令恢复时段数t＝t+1，重复步骤5-7,直到t大于T时停止，得到各个时段的配电网故障最优恢复方案；根据最少开关操作次数的次要目标函数，将各单时段的最优恢复方案进行枚举组合，得出开关操作次数最少的切除方案即为配电网多时段动态故障恢复的最佳方法。本申请进一步包括以下优选方案：在步骤1中，在配电网故障恢复模型中考虑了DG的出力变化,将故障恢复划分为多时段动态模型。在步骤5中，改进二进制粒子群算法速度的迭代公式为： v i , d n + 1 = ωv i , d n + c 1 r 1 n ( P i b e s t - x i , d n ) + c 2 r 2 n ( G b e s t - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
考虑分布式电源出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法，其特征在于：首先根据故障情况设定故障恢复时间,根据DG出力情况设定恢复时段数，然后采用改进二进制粒子群算法进行网络重构，得到辐射状配电网，基于最优故障恢复路径的切负荷策略对每个生成的辐射状网架结构进行切负荷操作，采用枚举组合法将各单时段的最优恢复方案进行组合，得出开关操作次数最少的方案，即为配电网多时段动态故障恢复方法。

【技术特征摘要】
1.考虑分布式电源出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法，其特征在于：首先根据故障情况设定故障恢复时间,根据DG出力情况设定恢复时段数，然后采用改进二进制粒子群算法进行网络重构，得到辐射状配电网，基于最优故障恢复路径的切负荷策略对每个生成的辐射状网架结构进行切负荷操作，采用枚举组合法将各单时段的最优恢复方案进行组合，得出开关操作次数最少的方案，即为配电网多时段动态故障恢复方法。2.考虑分布式电源出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法，在配电网故障恢复过程中，将分布式电源出力值作为负的负荷纳入配电网故障恢复模型；其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：配电网发生故障后，设定故障恢复时长和恢复时段数T，建立以最小总损失负荷量为主要目标函数、最少开关操作次数为次要目标函数的配电网故障恢复模型，即配电网故障恢复方案首先满足主要目标函数，在主要目标函数值相同的时候才考虑次要目标函数，在所述配电网故障恢复模型中将分布式电源出力值作为负的负荷纳入模型，将初始恢复时段t的初始值赋1；步骤2：输入配电网的节点负荷矩阵、支路阻抗矩阵、关联矩阵、故障发生时刻和恢复时间等基础数据，采用重复潮流计算判断故障后的配电网是否需要切负荷，是则令切负荷标志Flag＝1，否则令Flag＝0；步骤3：将对配电网环网主体结构解环效果相同的多个相连支路等效合并为支路组；令迭代次数k＝1；步骤4：将不在环网主体结构中的支路强行置1，即在配电网故障恢复模型中将该支路开关闭合，初始化粒子群，用粒子各维的值代表配电网中相应支路的开关状态，粒子该维值为0即该支路开关断开，粒子该维值为1即该支路开关闭合；步骤5：基于改进二进制粒子群算法中的Sigmoid函数值进行故障后的配电网重构，得到辐射状配电网；步骤6：判断经过步骤5得到辐射状配电网是否存在电流越限的支路，当不存在电流越限支路，进入步骤7；当存在电流越限支路时，若切负荷标志Flag为0则返回步骤5根据重新产生的随机数得到更新后的粒子速度和Sigmoid函数值，重复步骤5-6；若切负荷标志Flag为1，则采用设定的切负荷策略对步骤5生成的辐射状配电网络中每个树状网络进行切负荷操作，然后进入步骤7，其中，所述树状网络是指在辐射状配电网中每条母线供电的网络；步骤7：根据最小总损失负荷量更新粒子群算法中的个体最优极值和群体最优极值并令迭代次数k＝k+1,重复步骤5-7，达到最大迭代次数kmax后，得出当前时段配电网故障最优恢复方案，此时，根据群体最优极值得到“最小损失负荷量的粒子的位置”，即配电网故障最优恢复方案的拓扑结构；步骤8：令恢复时段数t＝t+1，重复步骤5-7,直到t大于T时停止，得到各个时段的配电网故障最优恢复方案；根据最少开关操作次数的次要目标函数，将各单时段的最优恢复方案进行枚举组合，得出开关操作次数最少的切除方案即为配电网多时段动态故障恢复的最佳方法。3.根据权利2所述的考虑分布式电源出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法，其特征在于：在步骤1中，在配电网故障恢复模型中考虑了DG的出力变化,将故障恢复划分为多时段动态模型。4.根据权利2所述的考虑分布式电源出力曲线的配电网多时段动态故障恢复方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐郑，张首魁，李志，庄舒仪，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11