智能配电网的供电恢复策略研究

发布时间：2020-08-09 10:03

【摘要】：配电网是电网的重要部分,追求高供电可靠性是配电网不变的宗旨,因此,供电恢复也一直是智能配电网的一个重要研究领域。一方面,在二次系统控制侧,面对分布式能源、储能、备用、需求侧响应等新型技术在配电网的接入和使用,智能配电网时代的供电恢复也需要与时俱进,能够不断地更新技术、将智能配电网中的“智能”元素纳入考虑并在供电恢复过程中充分利用。另一方面,随着电力电子技术领域的发展和突破带来的一次设备革新热潮,如何更好地利用智能配电网中这些可控的电力电子设备提升系统的供电可靠性并在故障时提高系统的供电恢复程度,也是供电恢复领域中非常具有意义的研究方向。本文从两个方面研究智能配电网的供电恢复。首先,着眼于智能配电网二次系统中供电恢复算法升级,针对接入分布式能源、备用容量、储能设备等处于转型过程中的传统配电网,提出了一种基于网络等效、并行化实现的快速供电恢复策略。这一启发式供电恢复优化算法能够根据具体的失电情况综合考虑含“灵活源”的配电网中各类支援因素,给出迅速可靠、经济有效、充分合理的供电恢复方案。另一方面,着眼于智能配电网一次设备中的一种能够取代联络开关、分别控制所传输的有功功率和无功功率的新型电力电子器件——智能软开关。基于智能软开关控制模式原理及其所提出的等效源点概念,本文建立了智能软开关-等效源点联合优化模型,并采用兼具快速收敛性和鲁棒性的原始-对偶内点法这一求解算法来解决含有智能软开关的配电网供电恢复问题。通过算例验证了联合优化模型的可行性及优化算法的有效性,体现了智能软开关在供电恢复的作用,并对智能软开关在配电网中的安装位置进行了比较和探讨。研究结果表明,智能软开关在操作成本、恢复程度、对电网电压和潮流的调节能力等方面具有一定的优越性。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM76
【图文】：

启发式搜索,总流程,优化算法,供电恢复

- 15 -图 2 - 1 基于启发式搜索的优化算法总流程Fig.2 - 1 Flow chart of optimized algorithm部分为离线计算，将拓扑结构数据与计算结果保存在本地服务邻接矩阵保存、记录电网在正常运行时的拓扑结构。通过历史同负荷情况进行分类预估，将一级馈线信息浓缩等效在一个位效源点中，方便在出现故障时调用该数据迅速对供电恢复能力作严重的情况下可以通过预存的等效源点直接找到供电恢复策略部分为实施启发式供电恢复搜索部分。此处不同于前面章节所索方法中先选取备用容量大的联络开关再选择分段开关进行转从生成的等效源点表中选取合适的等效源点进行供电恢复尝试接矩阵来根据方案迅速修改电网拓扑结构、检验方案是否满足

示意图,等效源,示意图

图 2 - 2 等效源点示意图Fig.2 - 2 Diagram of equivalent source图 2 - 2 中在线路等效后，ocu 为SN 的开路电压，即未连接失电线路时，在正常供电线路的联络开关端口侧测得的电压；等效阻抗eqZ 是将中的独立电源置零后（即将正常线路所连接的变电站变压器短路），在联络开关端口处测得的输入阻抗。因而，取决于正常供电线路的潮流计算结果；则取决于电网结构以及涉及线路的负荷情况。实际上等效阻抗值对于负荷波动并不敏感。考虑到负荷值一般远大于线路段的阻抗值，且两者通常为并联关系，因而可考虑仅采用线路段阻抗来计算，从而使得独立于负荷值而仅取决于拓扑结构。（2）等效源点的最大支援功率计算方法等效源点除了简化电网拓扑结构以外，同时也应包含电网通过该处联络开关所能提供的支援能力信息。不同于可视为能够提供无限电力的变电站节点，等效源点必须要考虑到电网安全性因素，以保证转供后不会产生电压越线和支路容量越线等。同时，量化等效源点能够提供的电力也为启发式算法中通过贪婪算法进行方案择优带来了便利。

流程图,并行计算,流程图,馈线

上海交通大学硕士学位论文馈线的小写字母表示（ a , b, ...）。合中的每一组元素，首先计算二级馈线能够转移一级馈线案（1 2 1 2, ,..., , ,..., ,...A A B B XiP P P P P 以XiP 为例，表示二级馈线 x支路上负荷的第 i 个操作方案）及各方案对 1 2.., , ,..., ,...B B XiC C C 以XiC 为例，为所需的成本）。再对每后的一级馈线实行一级馈线子程序，得到该一级馈线内部对应成本，并同时生成对于失电区域的各类等效源点。该成计及二级馈线后的操作总成本，也就是生成的对应等效源点中，对不同线路、不同操作方案的计算都采用并行式计算同时也使得算法更加高效。

【参考文献】