[发明专利]一种以减少用户停电损失目标的动态孤岛划分方法

摘要

本发明公开了一种以减少用户停电损失目标的动态孤岛划分方法，其步骤包括：1)拟合各类用户停电损失函数；2)建立分布式电源和负荷的不确定性模型；3)建立以停电损失最小为目标的动态孤岛划分理论最优模型；4)建立以停电损失最小为目标的动态孤岛划分简化模型；5)用爬山法求解简化模型，得到动态孤岛划分结果。本发明方法可以在系统停电期间内动态地划分孤岛，使分布式电源获得最大效率地利用，减少用户因停电造成的损失。

主权项

1.一种以减少用户停电损失目标的动态孤岛划分方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)拟合各类用户停电损失函数；2)建立分布式电源和负荷的不确定性模型；3)建立以停电损失最小为目标的动态孤岛划分理论最优模型；所述步骤3)中，建立以停电损失最小为目标的动态孤岛划分理论最优模型的优化目标表达式，如式(5)：其中，V0为停电区域的节点集合，Ni为节点i的停电次数，Tsi,j为节点i第j次停电的开始时刻，Tei,j为节点i第j次停电的结束时刻，PLi(t)为节点i处的负荷在t时刻的有功功率,itype为节点i处负荷的用户类型，fIC,itype是在节点i处负荷的用户停电损失函数，Pi,j,a为节点i处负荷在时间区间[Tsi,j,Tei,j]内的平均有功功率；动态孤岛划分理论最优模型的约束条件包括：孤岛内功率平衡约束：储能功率约束：PDis,i>PBEi(t)>‑PCh,i   式(7)储能电量约束：SOC(BE,t)>SOCmin   式(8)其中，PRO()表示括号中事件发生的概率，Vk为Gk中节点的集合，Gk表示第k个孤岛，Gk∈ΩCS(t)，Ωcs(t)为在t时刻的系统内孤岛的集合，PPVi(t)为节点i处的光伏在t时刻的有功功率，PBEi(t)为节点i处的储能在t时刻的有功功率，PLi(t)为节点i处的负荷在t时刻的有功功率，ε是置信度，PDis,i为节点i处储能放电的功率上限，PCh,i为节点i处储能充电的功率上限，SOC(BE,t)表示储能在t时刻的剩余电量，SOCmin为储能的剩余电量下限；4)对动态孤岛划分理论最优模型进行简化，获得简化模型；所述的步骤4)具体包括：将时间离散化，孤岛划分中所有开关的操作每t′时间进行一次，将所述t′时间区间内的系统状态视为不变；其中，t′取值为10—20min；基于储能即使在孤岛划分期间最大功率放电，不会达到容量下限，忽略储能电量约束；基于避免负荷的频繁停电，设负荷在系统故障期间最多只能被供电一次；简化后的模型的目标函数表达式，如式(9)为：其中，T^s为系统故障的起始时间，T^e为系统故障的结束时间，为节点i在系统故障期间被供电的起始时间，T_i^e为节点i在系统故障期间被供电的结束时间，为节点i处负荷在时间区间[T^s,T_i^s]内的平均有功功率，为节点i处负荷在时间区间[T_i^e,T^e]内的平均有功功率；如果节点i在系统故障期间没有被供电，则设置T_i^s＝T_i^e＝T^s，且约束条件为：其中，t∈[Ts,Te]；5)用爬山法求解简化模型，得到动态孤岛划分结果；所述的步骤5)具体包括：501)初始化初始可行解，优化简化模型的控制量A表达式，如式(11)所示：A＝{[T1s,T1e],[T2s,T2e]...[Tis,Tie]...[Tms,Tme]}   式(11)其中，[T1s,T1e]为节点1的控制量，[T2s,T2e]为节点2的控制量，[Tis,Tie]为节点i的控制量，[Tms,Tme]为节点m的控制量，m为节点总数，i为小于等于m的整数；初始可行解设置如下：对于含有负荷的节点，该节点的控制量[Tis,Tie]设置为[Ts,Ts]；对于不含负荷的节点，该节点的控制量[Tis,Tie]设置为[Ts,Te]；502)寻找当前可行解的邻居：将比当前可行解的总供电时间多出一个时间步长的控制量，作为当前可行解的邻居；所述邻居是指：在控制量B中有且仅有一个节点的被供电时间相对控制量A增加了一个时间步长，且其它节点控制变量不变，则控制量B为控制量A的邻居；503)在当前可行解的邻居中筛选出满足约束条件的邻居：首先将含有不确定性的约束条件转化为确定性的约束条件，根据式(2)、式(4)，以及概率理论，得式(12)：PPV～N(PPV,exp,σPV)   式(2)其中，PPV为实际光伏出力值，PPV,exp为正态分布的期望值，取值为光伏出力的预测值，σPV为正态分布的标准差，N为正态分布符号；PL～N(PL,exp,σL)   式(4)其中，PL为实际负荷功率值，PL,exp为正态分布的期望值，取值为负荷的预测功率，σL为正态分布的标准差；其中，PPVi,exp为节点i处的光伏出力所满足的正态分布的期望值，取值为节点i处的光伏出力的预测值；PLi,exp为节点i处的负荷功率所满足的正态分布的期望值，取值为节点i处的负荷功率的预测值；σPVi(t)为节点i处的光伏出力所满足的正态分布的方差，σLi(t)为节点i处的负荷功率所满足的正态分布的方差；结合式(12)，式(10)转化为式(13)：PRO(Pk(t)>0)>1‑ε   式(13)其中，根据正态分布的特性，如果随机变量X满足正态分布，即X～N(x,σ1)，对于给定的ε，确定x1的取值范围，如式(14)所示，从而将简化模型中的不确定性约束转化为确定性约束：PRO(X>x1)>1‑ε   式(14)504)停止判据：如果步骤503)没有找到满足约束条件的邻居，则结束搜索，并将当前可行解作为最优解；如果步骤503)找到满足约束条件的邻居，则将当前可行解更新为对应目标函数值最小的满足约束条件的邻居，并返回步骤502)；505)根据最优解，获得系统在各个时段的孤岛划分状态。