故障恢复下的含DGs配网优化重构与孤岛划分策略研究.pdf

故障恢复下的含 DGs 配网优化重构与孤岛划分策略研究 摘 要 配 电网系统中分布式 电源(distributed generations ，DGs)渗透率 日益提高，利 用DGs对配网中重要负荷短期供 电，构建计划孤岛，使关键负荷不间断供 电，对 于保障配网供 电可靠性具有重要意义，同时也给传统配网故障恢复方法提供新的 选择。大量DGs接入配 电网后，网络从单 电源供 电变成多点电源供 电系统，使得 网络结构更加复杂，也给系统稳定运行提出了更高的要求。本文主要 内容分为 以 下四个方面： ( 1) 构建 了以保证关键负荷供 电可靠性与最大化负荷恢复量 的配 网故障恢复 的模型。为实现配网故障快速匹配网络重构和孤 岛运行两种恢复方式，提出了一 种基于父子链表 的故障拓扑识别方法，在简化 图的基础上，利用深度优先搜索方 法形成父子链表，快速识别故障拓扑并匹配相应恢复方法，以提高恢复效率 。 (2) DGs 由于具有无污染性和安全可靠性等优点被广泛地应用于配网中，计及 风力与光伏发 电出力的随机性，分别给出了两者功率分布的数学拟合模型。以系 统网损和线路负荷均衡度为配网重构寻优 目标，建立 了配 电网双 目标重构模型。 快速性是智能配 电网自愈的基本性质之一，针对复杂环 网3种典型的无效解生成情 4 况，本文给 出了网络重构过程 中需遵循 的 条编码规则，在不剔除无效解的同时， 使重构中无不可行解生成，以实现快速网络重构 。最后利用改进萤火虫算法对重 构模型进行迭代求解 。算例分析表 明，在含DGs 的情形下，验证 了利用快速配 网 优化重构策略能极大地均衡与改善网络多项基本指标 。 (3) 提出了一种基于博弈论的多 目标重构模型，该模型计及 了风力和光伏发 电 出力的随机性，以降低配网有功损耗、均衡负荷过载与最小化开关操作次数为重 构优化 目标 。将3个 目标函数视为不 同的博弈者，并考虑到各 目标之间存在 的相互 制约关系，加入 “后评价 ”选择机制，构建 了合作博弈联盟模型来探讨 目标间可 能存在的联系，最后利用改进萤火虫算法对博弈重构模型迭代求解，根据适应度 值的大小排序 以确定最后重构结果。算例表 明，改进萤火虫算法能快速求解多 目 标重构博弈模型得到其均衡解 ；场景数对重构优化指标具有一定影响，场景数与 网损、运行时间呈负相关，与负荷均衡度呈正相关，与节点电压无明显关系。 (4) 针对含DGs 的配 网快速故障恢复问题，建立 了一种多阶段配网故障恢复方 法 。该故障恢复方法有机融合 了故障拓扑识别、孤 岛划分、含DGs主网连通性恢 复和网络重构、切负荷操作 四个阶段 。当配 电网故障隔离后，采用故障拓扑识别 法分析故障区域，快速识别故障拓扑并选取相应恢复方法，同时获取失 电区的拓 扑结构参数；孤 岛配置阶段，利用深度优先搜索算法对划分预定孤 岛区域，以优 II 硕士学位论文 先恢复关键负荷、最大化负荷恢复量和提高DGs利用率为 目标 ；采用启发式规则 优选联络开关迅速恢复失 电区与主网的连通性；网络重构阶段基于父子链表规则 避免了不可行解 的产生，潮流计算验证是否执行下一阶段；切负荷阶段切除非关 键负荷 以保证系统稳定运行 。算例表 明：该方法适用于含DGs 的配 电网发生大面 积停 电、多重故障、连锁故障等情况，能根据实际情况制定有效恢复策略，提高 了复杂故障恢复的效率，具有很强的适用性 。 关键词：故障恢复；分布式电源；孤岛划分；网络重构；萤火虫算法 III 故障恢复下的含 DGs 配网优化重构与孤岛划分策略研究 Abstract In the distribution network system , the distributed generation (DGs) penetration rate is increasing day by day. Using DGs supplies short-term pow