[发明专利]一种基于图论的区域多微电网动态组网方法

说明书

技术领域

本发明属于区域多微电网技术领域，尤其是一种基于图论的区域多微电网动态组网方法。

背景技术

目前，微电网是一个小型的发、配、用电系统，也是智能电网的重要组成部分，可孤岛或并网运行，更是分布式电源可靠接入电网的有效形式之一；近年来国内外学者在微电网的规划、控制、调度和仿真，以及相关产品研发、商业模式等多方面均进行了诸多研究，美国、日本、欧洲，以及我国等先后进行了诸多的微电网-智能电网示范性工程建设。随着单一微电网相关的技术和应用方式的逐渐成熟，智能配电网局部区域内多个微电网接入又成为一种趋势，这种区域多微电网接入方式，不仅让微电网能够与大电网(配电网)构成互相支撑的系统，形成优势互补，而且两个或者多个微电网之间也能构成区域局部电网，形成区域多微电网，形成坚强的网架结构，大大提高城市电网的供电可靠性。尤其，区域范围内多类型、多联络的微网/配电网混合架构，在不同的运行目标和约束条件下，通过微电网/配电网彼此之间的联络开关、接入点PCC开关的不同组合，可形成多类型的微电网动态组网方式，即区域多微电网动态组网。

简言之，区域多微电网的动态组网是指在一个含有多个微电网的特定区域配电网中，当大电网发生故障或者计划孤岛时，为保障区域内重要负荷供电或者在区域电网的经济运行等预先设定的运行条件下，为满足区域能量的实时平衡，最大限度满足尽可能多的重要负荷供电，在该区域范围内，通过微网/配电网之间的并网PCC开关、联络开关等不同组合，实现多个微电网的并列式、串联式、嵌套式和分散多点式等多种形式重新组合，从而形成区域多微电网的多种运行方式组合模式。

现有研究的主要出发点仅仅从单微电网作为其主要研究对象，聚焦于单微电网的规划、运行、控制和评估，以及微电网内分布式电源与储能的优化配置等方面。也有一些学者研究微电网群方面的研究，但是在微电网优化运行方式方面，一般仅仅考虑微电网群与配电网之间的交互，未考虑区域内多个微电网之间的互联互通以及微电网的出力约束，当微电网群无法满足运行条件时一般微电网切除负荷或者降低用户的供电可靠性为代价，无法解决区域范围内多微电网动态组网的技术问题，尤其是当实际区域内的多个微电网发生较大变化时，往往难以实现其目标的缺陷。

发明内容

发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够综合考虑区域多微电网互联互通特点且兼顾微电网的出力约束的基于图论的区域多微电网动态组网方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于图论的区域多微电网动态组网方法，包括以下步骤：

步骤1、根据区域内多微电网总体的经济运行最优和系统供电可靠性最高的多目标函数和预先设置的约束条件，构建区域多微电网的优化模型；

步骤2、基于步骤1构建的区域多微电网的优化模型，结合区域多微电网系统的网络拓扑连接，建立基于图论的区域多微电网动态组网模型；

步骤3、采用改进粒子群算法求解基于图论的区域多微电网动态组网模型，实现区域多微电网的动态组网。

而且，所述步骤1的区域多微电网的优化模型是以动态组网整体的运行成本最小和系统平均停电频率次数的供电可靠性性指标最小为目标的优化模型，其目标函数为:

上式中，C_i是区域多微电网的第i个微电网的运行费用；n是区域多微电网中独立微电网的数量；α_i是区域多微电网的第i个微电网的系统停电频率次数可靠性指标。

所述约束条件包括：

(1)潮流约束

潮流约束是区域多微网的有功功率和无功功率平衡约束，即系统的潮流约束方程，其表达式为：

式中：N_s为总节点号集合；G_ij、B_ij为节点i、j之间的导纳系数；V_i为节点i的电压幅值；P_Gi、Q_Gi分别为节点i的DG的有功出力和无功出力；P_Di、Q_Di分别为节点i的有功和无功负荷；

(2)微电网中DG输出功率约束

微电网i中DG输出功率应介于其最大输出功率和最小输出功率之间；

P_imin≤P_i≤P_imax

式中：P_imin和P_imax分别是微电网i中DG输出功率下限和上限；

(3)微电网间交互功率容量约束