[发明专利]故障区域最小化切除的配电网重构及其建模求解方法与装置

说明书

本发明公开了一种故障区域最小化切除的配电网重构及其建模求解方法，包括：构建包含负荷损失的目标函数；对所有节点建立扩展可行域的电压幅值约束模型；配电网络建立网络约束模型；对配电线路建立传输能力模型；通过电压幅值约束模型、网络约束模型和线路传输能力模型，使得故障点及与故障点通过导通线路连通的所有节点的电压幅值落于故障电压范围，使得故障点及与故障点通过导通线路连通的所有节点的负荷为0，将负荷为0的节点识别为故障切除区域。本发明公开的配电网重构方法能最小化故障切除区域及失负荷量；其混合整数线性规划表示，能有效解决现有技术不可解析，稳定性和可靠性较差的问题。本发明实施例还公开了一种装置及存储介质。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种故障区域最小化切除的配电网重构及其建模求解方法与装置。

背景技术

开发利用分布式清洁能源及用户侧主动参与电能生产、交易是近十年来形成的电力系统发展的重要、明确方向。为此，主动配电网(ADN)概念应运而生，旨在解决配电侧兼容大规模间歇式可再生能源接入及相应产生的用户侧主动参与电能市场的问题。根据国际大电网会议(CIGRE)TaskForceC6.11的定义，主动配电网是采用主动管理分布式电源、储能设备和客户双向负荷的模式，具有灵活拓扑结构的公用配电网。

灵活的拓扑结构、网络的自愈能力是主动配电网的特征之一。为此，不同目的具有遥信、遥控功能的开关被越来越多地配置到配电网络中，以支持网络拓扑的可控调节，也即配网重构。然而，与高电压等级输电网几乎所有线路两侧都装有开关相比，配电网的开关布置在足够长的时间范围内仍然是有限的。

传统的单向潮流辐射配网，当某一点故障后，只能通过上游最近的开关切除故障；故障排除后重新接通该开关即可。主动配电网中，分布式电源原则上可以支持配网分裂成多片运行，因此，合理的网络重构方法或规则，应该断开距离故障点最近的若干开关以隔离每一个故障；并在故障逐步排除的过程中，尽早恢复被隔离节点的供电。

然而，由于配网中开关配置是有限的，一点故障后需要开断哪些开关，一点故障排除后可以接通哪些开关，通常都需要透过搜索算法获得。

现有技术的搜索算法包括：以故障点为根节点做广度/深度优先搜索等。

本发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中存在以下技术问题：

搜索算法的搜索过程通常使用逻辑流程描述，不可解析。这就为需要模拟配网重构的优化问题(比如开关、分布式电源的布置规划问题等)带来了建模和求解上的困难。目前，相关的问题通常只能通过启发式算法，或启发式智能算法求解，而这些算法的稳定性和解的最优性方面通常都存在困难，难以保证求解可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种故障区域最小化切除的配电网重构及其建模求解方法与装置，能有效解决现有技术不可解析，稳定性和可靠性较差的问题。

本发明一实施例提供一种故障区域最小化切除的配电网重构及其建模求解方法，包括：

构建包含负荷损失的目标函数；

对所有节点建立扩展可行域的电压幅值约束模型；其中，所述电压幅值约束模型包括故障点的虚拟短路约束，所述可行域为正常运行的安全电压范围与表示故障的电压范围的并集；

对配电网络建立网络约束模型；其中，网络约束模型包括虚拟短路点的功率约束；

对配电线路建立传输能力模型；

通过电压幅值约束模型、网络约束模型和线路传输能力模型，使得故障点及与故障点通过导通线路连通的所有节点的电压幅值落于故障电压范围，使得故障点及与故障点通过导通线路连通的所有节点的负荷为0，将负荷为0的节点识别为故障切除区域。

作为上述方案的改进，所述包含负荷损失的目标函数如下式(1)所示：