[发明专利]配电网自愈的分层递阶控制方法

摘要

配电网自愈的分层递阶控制方法采用分层递阶控制方法对馈线层、连通系层、分区层、配电网层的层次配电网结构进行控制，在无人工干预条件下协调保护控制装置、安全自动装置、开关的动作行为，本方案将分层递阶控制方法应用到配电网自愈控制中，可使配电网既能在紧急情况下以最快的速度进行适当的控制，最大限度地将局部问题限制在最小的范围内完成控制，又能协调优化整个配电网的运行，可以减少用户停电次数，缩短停电时间，缩小停电范围，提高供电能力和可靠性，降低电能损耗，提高配电设备利用率。

主权项

一种配电网自愈的分层递阶控制方法，其特征在于采用分层递阶控制方法对馈线层、连通系层、分区层、配电网层的层次配电网结构进行控制，在无人工干预条件下协调保护控制装置、安全自动装置、开关的动作行为，具体步骤如下：1)馈线层：电压电流互感器将电压、电流变换为弱电或光信号传递给保护控制装置，保护控制装置接收到变换后的电压、电流信号后与保护整定值进行比较，大于动作启动值时触发继电器将开关跳开以切除故障，并根据电压电流信号确定单相接地和绝缘下降设备，然后将变换后的电压、电流信号、单相接地信号、绝缘下降信号、保护控制装置动作情况、动作前后开关的状态传送给连通系层和分区层；2)连通系层：故障处理模块根据接收到馈线层传来的电压电流信号、保护控制装置动作情况、动作前后开关的状态确定失电母线、故障区段和需要锁定的开关，并设置为退出，根据分区层传来的失电母线对应的应急预案触发继电器分合闸相应的开关，接收到单相接地或绝缘下降信号时，故障处理模块设置单相接地和绝缘下降区段退出；馈线重构模块接收到分区层或配电网层传来的重构操作信号时触发继电器分合闸相应的开关，未接收到控制信号时计算连通系内各种馈线组合运行方式和无功补偿方式下的电压分布、电流分布，与正常电压电流值进行比较，过滤得到电压和电流都没有超出正常运行范围且安全裕度最大的馈线组合运行方式，进一步得出当前运行方式转变为该运行方式需要进行的开关操作、电容器投切情况，以及操作顺序，并触发继电器分合闸相应的开关，然后将电压、电流信号、单相接地信号、绝缘下降信号、故障区段、开关的运行状态和锁定状态传送给分区层和配电网层；3)分区层：备自投装置接收到馈线层传来的电压、电流信号和开关状态后与动作阀值比较，满足动作条件时触发继电器合上分段开关，并将动作开关及状态传递给配电网层；分区网络重构模块计算分区内各种连通系和馈线运行方式以及无功补偿方式下的电压分布、电流分布、以及负荷增长时的临界电压，与正常电压电流值进行比较，过滤得到电压和电流都没有超出正常运行范围的分区运行方式，然后将当前负荷下分区的临界电压与同样运行方式下负荷增长时的临界电压进行比较，选出安全裕度最大的分区运行方式，进一步得出当前运行方式转变为该运行方式需要进行的开关操作、电容器投切情况，以及操作顺序，传送给连通系层；应急预案决策模块依次设置各母线退出，计算分区内各种连通系和馈线运行方式以及无功补偿方式下的电压分布、电流分布，与正常电压电流值进行比较，过滤得到电压和电流都没有超出正常运行范围的分区运行方式，传送给连通系层；4)配电网层：全网协调优化重构模块对历史负荷和分布式电源出力进行延拓处理，分别得出负荷和分布式电源出力的变化趋势，然后结合接收到的当前电压、电流、开关状态信号对配电网各种运行方式下的网损进行计算、比较，得到网损最小的运行方式以及由当前运行方式转变为网损最小运行方式所需要进行的操作，进一步根据新的运行方式、负荷与分布式电源出力的变化趋势，计算无功潮流和功率因数，改变无功电源出力重新计算，直到配电网的无功潮流减小、功率因数增大且大于功率因数限值、网损减小时确定为无功补偿设备的运行状态，并将开关分合闸操作及顺序传送给连通系层；黑启动预案决策模块根据配电网拓扑结构和负荷的变化趋势，以分布式电源为中心由近及远进行配电网拓扑分析，并计算、比较各种馈线组合运行方式下能获得电力的负荷及有功功率备用容量，选出恢复供电负荷多和备用容量大的运行方式。