智能配电网分布式供电恢复方法研究
发布时间：2020-05-20 11:58
【摘要】：智能配电网是智能电网的关键组成部分,其供电可靠性直接反映了对用户的供电能力。故障会降低配电网的供电可靠性,配电网故障后必须尽快恢复非故障停电区的供电。传统的集中式供电恢复方法存在着算法复杂、信息搜集难度大等问题。随着配电网规模越来越大,分布式电源(Distributed Generator,DG)的渗透率越来越高,现有的供电恢复方法越来越难以满足要求。因此,研究一种快速性好、适应性强的供电恢复算法对于提高智能配电网的供电可靠性具有重要意义。在基于分散安装在智能配电网各开关处的智能终端(Smart Terminal Unit,STU)间对等通信交互信息的基础上,本文提出了一种分布式的供电恢复方法。故障发生后,各STU与相邻STU按照制定的策略交互所需信息并相互协作,满足约束则对非故障停电区域进行快速供电恢复。具体地,本文首先介绍了以STU为核心的分布式供电恢复系统和配电网拓扑信息的分布式存储与管理方法。尤其对各STU处存储的配电网拓扑、电气量信息进行了详细描述,划定了各STU的管理范围,为后续对整个电网的拓扑搜索和供电恢复约束条件的求解奠定了基础。其次,提出了基于相邻终端接力搜索的网络拓扑分布式搜索的方法,并提出了分布式供电恢复的主要流程。首先采用分布式的方法搜索非故障停电区域,然后基于逆向搜索与约束条件相结合的方法确定可恢复供电区域,最后考虑分布式电源的特性和约束条件确定孤岛运行区域。从起始点、中间节点接力和搜索停止节点三个方面制定了相应的搜索原则,并对多电源、多分支等情况进行了处理,解决了供电恢复过程中的协调控制问题。之后,提出了基于戴维南等值的约束条件的简化求解方法,该求解过程与分布式拓扑搜索过程相协调,并对分支情况下的供电恢复约束条件进行了修正。利用此方法,各节点仅需知其子节点的等值参数和本地信息便可进行约束条件验证,将供电恢复这个全局优化求解问题转化为通过STU本地计算即可完成的问题。利用PGE 69节点算例对本文提出的分布式供电恢复方法进行了验证,并与集中式方法的恢复结果做了对比,证明了本文提出的分布式供电恢复方法具有计算速度快、可实现并行处理等优点。最后,考虑到软开关(Soft Open Point,SOP)在配电网中具有广泛的应用前景,提出了含有SOP的智能配电网分布式供电恢复方法。分析了 SOP的基本结构和控制模式,基于SOP强大的功率传输控制能力与供电恢复能力,提出了SOP的供电恢复模型,并对提出的分布式网络拓扑搜索方法和供电恢复过程控制进行了修正与完善。以IEEE33节点为算例,对含有SOP与不含SOP的配网供电恢复方案进行了求解并做了对比,验证了 SOP的供电恢复能力和本文分布式供电恢复方法的有效性。本文提出的分布式供电恢复方法更加适应配电网拓扑变化的情况,通用性更强,采用点对点通信交互信息,减少了通信压力,算法简单且计算量小,具有更快的求解速度,且一定可以得到恢复的可行解。各STU均可独立进行供电恢复,因此可并行恢复多个非故障停电区,与集中式方法相比适应性更好、灵活性更高、恢复速度更快。
【图文】：
射状供电等约束条件。逡逑２．１．１配电网网络描述逡逑配电网多馈线结构图如图２－１所示，图中实心的圆点代表闭合的分段^u关，逡逑空心的圆点代表断开的分段开关，空心的菱形代表断开的联络开关。逡逑ＳＩ邋ＬＩ逦Ｌ２逡逑Ｓ３邋＾邋Ｓ４逦逦逡逑—１邋Ｌ６邋ＳＪ邋Ｌ７邋ｆ邋Ｌ８邋Ｓ．８逦ｌ９邋Ｆ２逡逑＾逦Ｓ６逡逑ＦＩ逦Ｓ５0逡逑Ｌｙ．－ｙｐ邋Ｓ：°邋Ｆ３逡逑图２－１配电网多馈线结构图逡逑上图所示的配电网中共有三条配电馈线，分别是ＦＩ、Ｆ２、Ｆ３。正常运行情逡逑况下，联络开关Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３将该配网分为三部分独立运行。假设故障发生在开逡逑关Ｓ３和Ｓ４之间的馈线Ｌ３处，故障隔离完成后，形成的停电区如虚线标示区域逡逑所示，此区域便为非故障停电区。逡逑对非故障停电区进行供电恢复是通过对与该区域直接或间接相连的联络开逡逑关进行闭合操作实现的。为了确保在多个联络开关对非故障供电的情况下，该区逡逑域仍能保证辐射状运行，，需要对该区域内的分段开关进行断开操作。直接与非故逡逑障停电区相连的联络开关
布式系统中不设置配电自动化主站，以安装在配电网各开关处的ＳＴＵ为核心，逡逑各ＳＴＵ与相邻ＳＴＵ按照制定的策略交互所需信息并相互协作，满足约束则对非逡逑故障停电区域进行快速供电恢复。分布式供电恢复系统的结构如图２－２所示，由逡逑配电网络、通信网络和安装在各开关处相互独立、平等的各ＳＴＵ构成。逡逑配电网络与通信网络是相互独立的，由配电网内的ＳＴＵ将其联系在一起。逡逑配电网络为各ＳＴＵ提供完成供电恢复所需的网络拓扑、电气量等信息，并执行逡逑ＳＴＵ的指令。通信网络将各ＳＴＵ连接起来，同时为各ＳＴＵ提供对等通信和交换逡逑信息的途径，由于光纤传输信息具备抗干扰性强、出错率低、效率高等优点，故逡逑一般以光纤以太网作为通信介质。逡逑＜ＣＴ通信网络逡逑ｆｄＴ邋ＳＴＵＩ逦ｆｄｓｒｍ逦ＳＴＵｎ逡逑发送和处理指令信息逦发送和处理指令信息逡逑数据信和数据信胃＾－＾逡逑目标函数及约束的分逦目标函数及约束的分逦目标函数及约束的分逡逑－＾－＿布孟_T
本文编号：2672590
【图文】：
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布式系统中不设置配电自动化主站，以安装在配电网各开关处的ＳＴＵ为核心，逡逑各ＳＴＵ与相邻ＳＴＵ按照制定的策略交互所需信息并相互协作，满足约束则对非逡逑故障停电区域进行快速供电恢复。分布式供电恢复系统的结构如图２－２所示，由逡逑配电网络、通信网络和安装在各开关处相互独立、平等的各ＳＴＵ构成。逡逑配电网络与通信网络是相互独立的，由配电网内的ＳＴＵ将其联系在一起。逡逑配电网络为各ＳＴＵ提供完成供电恢复所需的网络拓扑、电气量等信息，并执行逡逑ＳＴＵ的指令。通信网络将各ＳＴＵ连接起来，同时为各ＳＴＵ提供对等通信和交换逡逑信息的途径，由于光纤传输信息具备抗干扰性强、出错率低、效率高等优点，故逡逑一般以光纤以太网作为通信介质。逡逑＜ＣＴ通信网络逡逑ｆｄＴ邋ＳＴＵＩ逦ｆｄｓｒｍ逦ＳＴＵｎ逡逑发送和处理指令信息逦发送和处理指令信息逡逑数据信和数据信胃＾－＾逡逑目标函数及约束的分逦目标函数及约束的分逦目标函数及约束的分逡逑－＾－＿布孟_T
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