含分布式电源的配电网故障恢复方法、系统、设备和介质技术方案

技术编号:35098772 阅读:23 留言:0更新日期:2022-10-01 17:03
本发明专利技术提供了一种含分布式电源的配电网故障恢复方法、系统、设备和介质,包括:当配电网发生故障形成孤岛且配电网重构后依然未恢复供电时,基于分布式电源发电功率预测模型,采用长短期记忆网络对故障时段配电网净负荷功率进行预测;根据预测结果判断是否对未恢复供电的孤岛进行供电;本发明专利技术基于气象条件和日期类型采用分布式电源发电功率预测模型,对故障时段配电网净负荷功率进行预测,可降低分布式电源出力和负荷的不确定性,且依据预测的数据能够快速进行配电网故障恢复,并提升故障恢复的可靠性。复的可靠性。复的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
含分布式电源的配电网故障恢复方法、系统、设备和介质


[0001]本专利技术属于配电网故障恢复领域,具体涉及一种含分布式电源的配电网故障恢复方法、系统、设备和介质。

技术介绍

[0002]随着以光伏、风力发电为代表的分布式电源(Distributed Generation,DG)的快速发展,大量分布式电源接入配电网。而当配电网发生故障时,可以利用分布式电源形成计划孤岛对失电负荷恢复供电。
[0003]目前,对含分布式电源的配电网的故障恢复策略虽然已经有一些研究,但现有技术存在如下不足:其一,未考虑配电网的主网对失电负荷恢复供电作用;其二,孤岛范围是预先设置,不具备动态适应性;其三,将供电恢复策略固定在某个时间断面研究,忽略了分布式电源和负荷随机波动性。由于上述缺陷严重影响了配电网故障恢复的快速性和可靠性,因此,急需提出一种更为高效的含分布式电源的配电网故障恢复方法。

技术实现思路

[0004]为克服上述现有技术的不足,本专利技术提出一种含分布式电源的配电网故障恢复方法,包括:
[0005]当配电网发生故障形成孤岛且配电网重构后依然未恢复供电时,基于与故障时段气象最相似日期对应的气象数据和所述最相似日期前日的发电功率,采用分布式电源发电功率预测模型,对故障时段配电网净负荷功率进行预测;
[0006]根据净负荷功率预测结果判断是否对未恢复供电的孤岛进行供电。
[0007]优选的,所述基于分布式电源发电功率预测模型,对故障时段配电网净负荷功率进行预测,包括:
[0008]将与故障时段气象最相似日期对应的气象数据和所述最相似日期前日的发电功率,输入到分布式电源发电功率预测模型中;
[0009]采用长短期记忆网络,对所述分布式电源发电功率预测模型进行求解,得到故障时间段的负荷功率预测值和分布式电源发电功率预测值;
[0010]以故障时间段的负荷功率预测值与分布式电源发电功率预测值之差,为故障时段配电网净负荷功率的预测值。
[0011]优选的,所述分布式电源发电功率预测模型,以与故障时段气象最相似日期对应的气象数据和所述最相似日期前日的发电功率作为输入,以故障时段的负荷功率和分布式电源发电功率预测值作为输出。
[0012]优选的,所述气象数据包括风速和/或太阳辐照度。
[0013]优选的,所述根据净负荷功率预测结果判断是否对未恢复供电的孤岛进行供电,包括:
[0014]根据净负荷功率预测结果和设定阈值,判断孤岛接入分布式电源是否可行;
[0015]若是,则基于预测结果对未恢复供电的孤岛进行供电;
[0016]否则,以孤岛中权重最高负荷的恢复供电最大化和开关动作次数最小化为目标函数,通过多目标遗传算法确定含分布式电源的孤岛划分方案,并基于所述孤岛划分方案对未恢复供电的孤岛进行供电。
[0017]优选的,所述以孤岛中权重最高负荷的恢复供电最大化和开关动作次数最小化为目标函数,通过多目标遗传算法确定含分布式电源的孤岛划分方案,包括:
[0018]对配电网各开关进行编号,每个编号为一个基因,并以各开关的状态为基因值构建染色体;
[0019]初始化种群;
[0020]通过对所述种群进行若干次选择、交叉和变异,并进行若干次非支配排序和拥挤度距离计算,直到种群中帕累托最优解满足设定要求;
[0021]基于达到帕累托最优解时染色体中的各基因值,确定配电网各开关状态,并依据确定的配电网各开关状态生成孤岛划分方案。
[0022]优选的,所述以各开关的状态为基因值,包括:
[0023]将配电网中连接分布式电源的支路开关对应的基因值,和配电网中连接权重最高负荷的支路开关对应的基因值,标记为闭合状态;其他开关对应的基因值,标记为闭合或断开状态。
[0024]优选的,所述拥挤度距离,按下式表示:
[0025][0026]式中,d
a
为染色体a的拥挤度距离差值,F
m
(a)为染色体a的第m个目标函数值,F
m
(a+1)为与F
m
(a)同一非支配层第a+1个染色体的第m个目标函数值,F
m
(a

1)为与F
m
(a)同一非支配层第a

1个染色体的第m个目标函数值,m的取值为1或2。
[0027]优选的,孤岛中权重最高负荷的恢复供电最大化目标函数,按下式表示:
[0028][0029]式中,maxF1为孤岛中权重最高负荷的恢复供电最大化目标函数,N为配电网中未恢复供电的负荷总数,ω
b
为配电网中未恢复供电的第b个负荷的权重,x
b
为第b个负荷是否划入孤岛的标识,x取值为0或1,1为划入孤岛,0为不划入孤岛,p
bc
为第b个负荷c时刻的负荷功率,t1为孤岛启动时刻,t2为孤岛结束运行时刻;
[0030]开关动作次数最小化目标函数,按下式表示:
[0031][0032]式中,minF2为开关动作次数最小化目标函数,N
sw
为开关总数,S
r
为第r个开关的孤岛运行状态,S
r

为第r个开关的孤岛运行前的状态。
[0033]优选的,目标函数的约束条件,包括下述中的一种多种:
[0034]孤岛中各节点功率平衡约束、孤岛中总功率平衡约束、孤岛中支路有功功率约束、孤岛中节点电压约束、分布式电源功率约束、配电网运行开环状态约束和孤岛中负荷节点
与电源节点的连通性约束。
[0035]优选的,所述对故障时段配电网净负荷功率进行预测之前,还包括:
[0036]确定若干种配电网主网络重构方案,并以孤岛中负荷供电恢复最大化为目标,采用遗传算法,在所述主网络重构方案中搜索最优主网络重构方案;
[0037]基于所述最优主网络重构方案,对配电网主网络进行重构。
[0038]基于同一专利技术构思,本专利技术还提供了一种含分布式电源的配电网故障恢复系统,包括:净负荷预测模块和故障恢复模块;
[0039]所述净负荷预测模块,用于当配电网发生故障形成孤岛且配电网重构后依然未恢复供电时,基于与故障时段气象最相似日期对应的气象数据和所述最相似日期前日的发电功率,采用分布式电源发电功率预测模型,对故障时段配电网净负荷功率进行预测;
[0040]所述故障恢复模块,用于根据净负荷功率预测结果判断是否对未恢复供电的孤岛进行供电。
[0041]优选的,所述净负荷预测模块,包括:输入子模块、预测子模块和净负荷子模块;
[0042]所述输入子模块,用于将与故障时段气象最相似日期对应的气象数据和所述最相似日期前日的发电功率,输入到分布式电源发电功率预测模型中;
[0043]所述预测子模块,用于采用长短期记忆网络,对所述分布式电源发电功率预测模型进行求解,得到故障时间段的负荷功率预测值和分布式电源发本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含分布式电源的配电网故障恢复方法,其特征在于,包括:当配电网发生故障形成孤岛且配电网重构后依然未恢复供电时,基于与故障时段气象最相似日期对应的气象数据和所述最相似日期前日的发电功率,采用分布式电源发电功率预测模型,对故障时段配电网净负荷功率进行预测;根据净负荷功率预测结果判断是否对未恢复供电的孤岛进行供电。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于分布式电源发电功率预测模型,对故障时段配电网净负荷功率进行预测,包括:将与故障时段气象最相似日期对应的气象数据和所述最相似日期前日的发电功率,输入到分布式电源发电功率预测模型中;采用长短期记忆网络,对所述分布式电源发电功率预测模型进行求解,得到故障时间段的负荷功率预测值和分布式电源发电功率预测值;以故障时间段的负荷功率预测值与分布式电源发电功率预测值之差,为故障时段配电网净负荷功率的预测值。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分布式电源发电功率预测模型,以与故障时段气象最相似日期对应的气象数据和所述最相似日期前日的发电功率作为输入,以故障时段的负荷功率和分布式电源发电功率预测值作为输出。4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述气象数据包括风速和/或太阳辐照度。5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据净负荷功率预测结果判断是否对未恢复供电的孤岛进行供电,包括:根据净负荷功率预测结果和设定阈值,判断孤岛接入分布式电源是否可行;若是,则基于预测结果对未恢复供电的孤岛进行供电;否则,以孤岛中权重最高负荷的恢复供电最大化和开关动作次数最小化为目标函数,通过多目标遗传算法确定含分布式电源的孤岛划分方案,并基于所述孤岛划分方案对未恢复供电的孤岛进行供电。6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述以孤岛中权重最高负荷的恢复供电最大化和开关动作次数最小化为目标函数,通过多目标遗传算法确定含分布式电源的孤岛划分方案,包括:对配电网各开关进行编号,每个编号为一个基因,并以各开关的状态为基因值构建染色体;初始化种群;通过对所述种群进行若干次选择、交叉和变异,并进行若干次非支配排序和拥挤度距离计算,直到种群中帕累托最优解满足设定要求;基于达到帕累托最优解时染色体中的各基因值,确定配电网各开关状态,并依据确定的配电网各开关状态生成孤岛划分方案。7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述以各开关的状态为基因值,包括:将配电网中连接分布式电源的支路开关对应的基因值,和配电网中连接权重最高负荷的支路开关对应的基因值,标记为闭合状态;其他开关对应的基因值,标记为闭合或断开状态。8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述拥挤度距离,按下式表示:
式中,d
a
为染色体a的拥挤度距离差值,F
m
(a)为染色体a的第m个目标函数值,F
m
(a+1)为与F
m
(a)同一非支配层第a+1个染色体的第m个目标函数值,F
m
(a

1)为与F
m
(a)同一非支配层第a

1个染色体的第m个目标函数值,m的取值为1或2。9.如权利要求5所述的方法,其特征在于,孤岛中权重最高负荷的恢复供电最大化目标函数,按下式表示:式中,maxF1为孤岛中权重最高负荷的恢复供电最大化目标函数,N为配电网中未恢复供电的负荷总数,ω
b
为配电网中未恢复供电的第b个负荷的权重,x
b
为第b个负荷是否划入孤岛的标识,x取值为0或1,1为划入孤岛,0为不划入孤岛,p

【专利技术属性】
技术研发人员:刘科研盛万兴贾东梨孟晓丽詹惠瑜张怀天杨赫徐晶
申请(专利权)人:国家电网有限公司国网天津市电力公司
类型:发明
国别省市:

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