【技术实现步骤摘要】
考虑电压约束的柔性配电网故障关联矩阵可靠性计算方法
[0001]本专利技术涉及一种柔性配电网故障关联矩阵可靠性计算方法
。
特别是涉及一种考虑电压约束的柔性配电网故障关联矩阵可靠性计算方法
。
技术介绍
[0002]随着经济社会的发展，在追求经济效益最大化的同时，能源供给的可靠性也越来越受到关注
。
配电系统作为连接用户的最后一个环节，是保证电力用户可靠用电的关键
。
进行配电系统可靠性计算，是配电系统在规划
、
运行与管理过程中的前提，对于提前预知故障
、
优化设计和配置
、
改进维护策略等具有重要的意义
。
[0003]与传统联络开关相比，智能软开关能够实现在自身容量范围内的无极差连续调节，能够精确控制其流过的有功功率与发出无功功率
。
同时，传统联络开关需要通过机械机构进行操作，指令响应速度较慢；而智能软开关以全控型电力电子变换器为基础，无机械操作机构，能够实时响应控制指令
。
在进行故障恢复时，智能软开关能够向系统提供无功功率以改善系统电压分布，从而扩大供电恢复范围，使可靠性更优
。
[0004]国内外已经开展了基于故障关联矩阵的传统配电网可靠性计算问题，能够实现大规模配电网可靠性指标快速解析计算，然而，智能软开关进行供电恢复时除传统联络开关考虑容量外，仍需考虑节点电压水平，导致已有的基于故障关联矩阵的可靠性计算方法不适用于含有智能软开关的柔性...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种考虑电压约束的柔性配电网故障关联矩阵可靠性计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)
根据选定的柔性配电网，输入如下参数信息：配电网参数信息，包括网络拓扑及线路参数信息
、
负荷参数信息
、
配电网基准电压和基准功率参数信息；系统故障参数，包括支路故障率
、
故障修复时间
、
支路故障隔离所需时间；智能软开关参数信息，包括额定容量
、
故障后智能软开关动作时间；
2)
依据步骤
1)
输入的信息，采用深度优先遍历方法对所有配电网节点和支路进行编号，构建支路节点关联矩阵
R
，删除节点支路关联矩阵中电源节点所在行，得到方阵
R1，对所述的方阵
R1求逆，得到以电源节点为源节点的供电路径矩阵
S1；
3)
不考虑智能软开关接入，构建计及故障的辐射状配电网节点电压矩阵
U
；
4)
依据步骤
2)
求得的供电路径矩阵
S1，构建支路故障时智能软开关状态标志位向量
Y
i
和
Y
j
；
5)
构建计及故障的含智能软开关柔性配电网节点电压矩阵
U
′
；
6)
以故障后配电网恢复的负荷有功功率最大为目标，构建供电恢复范围优化模型，采用混合整数线性规划求解器进行求解供电恢复范围优化模型，输出智能软开关实际供电恢复范围矩阵和
7)
依据步骤
6)
得到的智能软开关实际供电恢复范围矩阵，构建三类故障关联矩阵，包括剩余供能能力恢复负荷矩阵
F
A
、
负荷转移矩阵
F
B
以及负荷削减矩阵
F
C
，计算柔性配电网的负荷节点年均停电次数指标
、
负荷节点年均停电时间指标与负荷节点年均缺供电量期望指标
。2.
根据权利要求1所述的考虑电压约束的柔性配电网故障关联矩阵可靠性计算方法，其特征在于，步骤
2)
所述的构建支路节点关联矩阵
R
，具体形式如下：
3.
根据权利要求1所述的考虑电压约束的柔性配电网故障关联矩阵可靠性计算方法，其特征在于，步骤
3)
包括：
(3.1)
通过供电路径矩阵
S1计算正常运行状态下的支路传输有功功率向量
P
BR
及支路传输无功功率向量
Q
BR
：
P
BR
＝
S1·
P
LD
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)Q
BR
＝
S1·
Q
LD
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)(3)
式中，
P
LD
是配电网各节点有功负荷向量；是节点
x
的有功负荷；
Q
LD
是配电网各节点无功负荷向量；是节点
x
的无功负荷；
N
B
是负荷节点总数；
(3.2)
将供电路径矩阵
S1按行拆分为
N
BR
是系统内支路
总数，构建支路
k
故障时，各支路下游负荷节点受影响范围矩阵
H
k
：式中，是具有
N
BR
行1列向量中的元素全为1的列向量；
S
1,k
是供电路径矩阵
S1的第
k
条支路对应的行；是
Hadamard
算子，表示两个矩阵对应位置元素相乘；矩阵
H
k
中的第
e
条支路对应的行
、
第
f
个负荷节点对应的列的元素
H
k
(e,f)
＝1表示支路
k
故障时，支路
e
的下游负荷节点
f
受到影响；
(3.3)
在正常运行状态下各支路传输功率的基础上，计算支路
k
故障时，各支路传输有功功率向量和各支路传输无功功率向量和各支路传输无功功率向量和各支路传输无功功率向量
(3.4)
遍历所有支路故障情况，构成计及故障的各支路传输有功功率向量
P
TR
和计及故障的各支路传输无功功率向量
Q
TR
：：
(3.5)
依据步骤
1)
输入的信息，构建支路电阻向量和支路电抗向量量和分别是第
N
BR
条支路的电阻和电抗，利用供电路径矩阵
S1中所提供的负荷节点的供电路径信息，构建计及故障的辐射状配电网节点电压矩阵
U
：式中，是具有
N
BR
行
N
B
列向量中的元素全为1的列向量；
U0是首端电源节点电压；
U
中元素表示所在行的支路故障时，所在列的节点电压值
。4.
根据权利要求1所述的考虑电压约束的柔性配电网故障关联矩阵可靠性计算方法，其特征在于，步骤
4)
所述的构建支路故障时智能软开关状态标志位向量
Y
i
和
Y
j
，具体形式如下：下：式中，
i
，
j
是智能软开关的两个端口分别连接的节点编号；
P
i
和
P
j
分别是供电路径矩阵
S1中节点
i
对应的列向量和节点
j
对应的列向量；
^
表示按位异或运算，即两个矩阵相同位置的元素值不同时，运算得到的新矩阵对应位置的元素值为1，否则为0；设
Y
i
(c)
为向量
Y
i
的第
c
条支路对应行的元素，当
Y
i
(c)
＝1时，表示支路
c
故障时智能软开关能够实现对节点
i
的供电恢复，否则不能恢复；设
Y
j
(c)
为向量
Y
j
的第
c
条支路对应行的元素，当
Y
j
(c)
＝1时，表示支路
c
故障时智能软开关能够实现对节点
j
的供电恢复，否则不能恢复
。5.
根据权利要求1所述的考虑电压约束的柔性配电网故障关联矩阵可靠性计算方法，其特征在于，步骤
5)
包括：
(5.1)
构建分别以与智能软开关两个端口连接的节点
i
和
j
为源节点的供电路径矩阵
S
i
和
S
j
，具体形式如下：
R
h
＝
[R T
h
]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)S
′
h
＝
(R
h
)
‑1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)
式中，
h
表示节点
i
或节点
j
；
T
h
是智能软开关连接节点
h
标志位向量，为具有
N
BR
行1列的列向量；
T
h
(d,1)
表示向量
T
h
中的第
d
行元素；
R
h
是具有节点
h
的支路节点关联矩阵；
S
′
h
是扩展的以节点
h
为源节点的供电路径矩阵；供电路径矩阵
S
i
和
S
j
是在
S
′
i
和
S
′
j
的基础上，首先矩阵
S<...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋关羽，蔺曼，于浩，赵金利，冀浩然，李鹏，王成山，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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