[发明专利]一种多能协同的配电网主动解列控制方法

说明书

本发明公开了一种多能协同的配电网主动解列控制方法，包括：建立考虑多能耦合的配电网多能流网络模型，并采用交替迭代法进行求解，得到初始多能流；在初始多能流的基础上，根据耦合元件的类型，提出替代控制策略和协调控制策略，求解多能流，获取耦合元件、各分布式电源的出力以及配电网中负荷分布情况；在采用替代控制策略和协调控制策略基础上，以负荷恢复量最大为目标，以安全运行条件为约束，建立考虑多能耦合的配电网主动解列模型；采用贪心算法求解配电网主动解列模型，获取故障情况下的配电网孤岛划分方案，进而进行主动解列实现故障情况下为配电网负荷持续供电。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种多能协同的配电网主动解列控制方法。

背景技术

配电网主动解列作为最有效的供电恢复策略之一^[1]，在故障情况下能够保证部分重要负荷持续供电，减少因停电造成的人身安全威胁和经济财产损失。当配电网内部或上级电网发生故障时，可通过调整分段开关及联络开关的开合状态实现主动解列，形成以分布式电源(Distribution Generation,DG)供能的电力孤岛，在保证系统供能安全性的前提下，提高系统内重要负荷供电恢复速度。针对含分布式电源的配电网，通过合理地设置解列点的位置，在故障情况下以孤岛方式运行来减少故障对配电网的不利影响、缩小停电范围，对提高配电网供能质量、供能安全性和可靠性具有重要意义^[2-4]。

目前针对含有分布式电源的配电网供电恢复策略进行研究。但分布式电源存在不确定性以及易受外界环境影响等特点，其对电网供能恢复的作用有限。此外，配电网中部分负荷是以电力驱动的能量转换设备，其作用在于将电能转换成热、冷等多种形式的能源，在故障情况下该部分电负荷可转由相应子系统进行供给。提升配电网的供能恢复能力，不仅要从配电网电源侧进行考虑，更要从配电网的多类型负荷的灵活性角度入手，通过调节配电网中能量转换设备等特殊的灵活性负荷，进一步挖掘配电网的潜在供电恢复能力。

多能耦合的能源背景下，传统的配电网正在转变为以配电网为核心，融合电、气、热等多种能源网络构成的多能耦合的能源系统^[5]，其灵活的运行方式和多能互补的特性，一方面为配电网的主动解列提供了更为优质、合理的方案，另一方面也为配电网安全控制提供了新机遇。相较于传统的主动解列策略，燃气轮机，热电联产机组(Combine Heat andPower，CHP)等元件由于其具有良好的稳定性和可控性，对配电网支撑作用明显强于光伏、风电等传统的分布式电源，可通过定量增大耦合元件出力的方式为配电网主动解列提供更有力的电源支撑；其次，电力驱动的能量转换设备可通过降低功率或直接停止工作等方式减轻配电网负荷，缺失的热冷等能量支撑可由相应能源系统进行供给，从而减少配电网待恢复负荷量。综上，考虑多能互补效应后，故障情况下多能耦合的能源系统通过协调多类型能源的方式为配电网提供电源支撑，并通过转换热、冷等网络的能量供给方式削减配电网负荷，对于提高系统故障恢复效果具有重要作用，但在此方面却鲜有研究。

因此，研究开发一种多能协同的配电网主动解列控制方法尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种多能协同的配电网主动解列控制方法，本发明通过构建电-气-热耦合的多能流网络模型，提出了适用于多能耦合的配电网主动解列替代控制和协调控制策略；在根据系统结构选择合理控制策略的基础上，以配电网恢复供能量最大为目标，综合考虑负荷优先级及可控性，建立多能耦合的配电网主动解列模型，采用贪心算法求解考虑多能耦合的配电网主动解列控制，本发明通过考虑系统多能耦合效应，提高配电网供能恢复效果，保证系统供能的安全性和可靠性，详见下文描述：

一种多能协同的配电网主动解列控制方法，所述方法包括：

建立考虑多能耦合的配电网多能流网络模型，并采用交替迭代法进行求解，得到初始多能流；

在初始多能流的基础上，根据耦合元件的类型，提出替代控制策略和协调控制策略，求解多能流，获取耦合元件、各分布式电源的出力以及配电网中负荷分布情况；