[发明专利]一种基于PMU量测的面向主动配电网的网络分区方法

权利要求书

1.一种基于PMU量测的面向主动配电网的网络分区方法，是应用于包含中央管理单元、PMU、区域控制单元所组成的主动配电网中；所述主动配电网中的每个微电网是以断路器为边界；且所述断路器与所述PMU相连；所述PMU还设置在可调度分布式发电设备和电网的连接点处；在每个微电网中设置有所述区域控制单元，用于监控分布式发电设备，其特征是，所述网络分区方法是按如下步骤进行：

步骤一、建立微电网集群的运行约束；

步骤1.1、利用式(1)建立负载-发电平衡约束：

式(1)中，P_S,i，P_W,i和P_PV,i分别为第i个可调度分布式发电设备、风力发电设备和光伏发电设备的输出功率，1≤i≤I，I为分布式发电设备总数；P_L,m和P_Loss,m是第m个微电网内的总负载和功率损失，1≤m≤M，M为微电网总数；

步骤1.2、利用式(2)建立所述分布式发电设备的功率约束：

P_i^min≤P_i(t)≤P_i^max (2)

式(2)中，P_i^min和P_i^max分别是第i个分布式发电设备的最低和最高发电限制；P_i(t)是第i个分布式发电设备的功率；

步骤1.3、利用式(3)建立第i个可调度分布式发电设备的功率约束：

步骤二、故障定位；

所述主动配电网在发生故障且相关断路器运行之后形成孤岛区域，所述中央管理单元利用故障定位器算法确定位于孤岛区域内部的微电网；

步骤三、形成基本微电网；

步骤3.1、将所述孤岛区域中满足步骤一中所有约束的微电网作为基本微电网；

步骤3.2、若所述孤岛区域中的某个微电网不能满足步骤一中的任意约束，则将其与相邻的基本微电网内进行组合，并评估组合后的微电网集群是否能满足步骤一中的所有约束；若能，则将所述组合后的微电网集群作为基本微电网；否则，利用局部减载逻辑对自身微电网内的负载按照事先确定的负载优先级进行减载，从而满足步骤一中的所有约束；

步骤四、计算基本微电网的等效电路；

所述中央管理单元从安装在基本微电网边界处的PMU接收电压同步相量和电流同步相量，并将每个基本微电网用一个等效电路代替，所述等效电路包括：一个电压源和多个R-L分支，且每个R-L分支的阻抗相同；计算每个基本微电网的等效电路；

步骤五、确定候选微电网集群；

步骤5.1、确定基本微电网合并后仍然能满足步骤一中所有约束的所有可能组合，并将每种可能组合作为候选微电网集群；

步骤5.2、若候选微电网集群中包含两个或两个以上的基本微电网，且至少存在一个减载过的基本微电网，则对相应候选微电网集群评估是否能重新连接脱落负载；若能，则相应候选微电网集群的区域控制单元重新调度相应的可调度分布式发电设备，用于重新连接所脱落的负载；

步骤5.3、对每个候选微电网集群用一个1×n维的标识向量进行标识，所述标识向量包含基本微电网之间的断路器状态的信息；所述标识向量中，以“1”标识关闭状态的断路器，以“0”标识打开状态的断路器；n表示断路器的数量；

步骤六、计算运行因子；

使用基本微电网的等效电路，对步骤五得到的候选微电网集群集计算其运行因子；

步骤七、确定最佳候选微电网集群；

步骤7.1、利用式(4)计算第j个候选微电网集群的目标函数从而从所有候选微电网集群中选择最小目标函数值所对应的最佳候选微电网集群作为最佳微电网集群；

式(4)中，F_1,j是第j个候选微电网集群的总功率损耗，F_2,j是第j个候选微电网集群边界处的电压偏差之和，F_3,j是第j个候选微电网集群中断开负载的总功率，α₁、α₂、α₃分别是F_1,j、F_2,j、F_3,j的权重；

步骤7.2、所述中央管理单元根据最佳微电网集群的标识向量，将相应的通断命令发送给相应的断路器，以在孤岛区域内形成最佳微电网集群。