[发明专利]一种含分布式电源配电网的孤岛划分方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统的孤岛划分方法，具体涉及一种含分布式电源配电网的孤岛划分方法。

背景技术

计划孤岛有可能成为未来配电系统发生故障后充分利用分布式电源的一种理想方法。目前对含分布式电源配电网的孤岛划分方法进行了研究，这些方法又可以分为离线孤岛划分和在线孤岛划分两种。离线孤岛划分是指是指采用传统的解列方式，一般基于离线计算，实现确定好解列点，由解列装置根据本地信息判断，确定是否动作解列，使非计划孤岛转化为计划孤岛运行。目前在实际电网中几乎所有的电力系统均采用这种离线选择解列点的方式。但是该方法对于多变的电网往往不适合，不能反映电网的实际情况、整定困难。同时，配电网中故障复杂，不同的故障点位置如果采用相同的解列方式，有可能无法发挥分布式电源的作用，导致某些的重要负荷无法恢复供电。基于离线孤岛划分的缺点，有学者对在线孤岛划分进行了研究，主要方法有：(1)启发式孤岛划分方法：采用节点赋权的图论模型求解。根据故障前的潮流数据，从DG源点单元出发，不断融合相邻的源点节点和负荷节点，直至源点单元中的功率输出与负荷基本匹配，此时得到的孤岛方案就是最终的孤岛方案，孤岛的边缘就是解列点。该方法能够快速得到孤岛方案，但是该方法不能形成最大范围的潜在孤岛。(2)基于有根树的孤岛划分方法：根据配电网的辐射状结构和故障恢复的特点，提出利用具有层次特性的根树对分布式发电孤岛划分问题建模。最终采用分层和深度优先搜索的方法解决孤岛划分问题。该方法缩小了搜索空间，大大减小了决策时间，但是该方法只有在分布式电源处于配电网末端时才能形成孤岛，同时不能得到最优解。(3)基于最小生成树的孤岛划分方法：基于Prim算法的分布式孤岛划分方法，将孤岛问题转化为求取连通图的最小生成树。对含负荷和变压器的线路进行不同的赋权，用功率平衡约束进行判断，知道最终不再满足约束为止。该方法能用于配电网的环网结构，但是文献中的赋权方法只能用于35kV及以上的高压配网，对于中压配电网不适用，同时该方法不能得到最优解。(4)基于分支定界和动态规划的孤岛划分方法；这两种方法可以在辐射状配电网中的得到最优解，但是缺点在于不能处理网格状配电网，同时在系统规模较大的情况下，搜索效率较低。(5)基于分层控制的孤岛划分方法：将含有分布式发电系统的电网进行孤岛分层，通过控制不同层次的孤岛控制单元和并网逆变器以实现孤岛运行。该种方法可以理解为离线孤岛划分和在线孤岛划分的结合，能够保证并网发电系统在并网和孤岛下灵活运行，但是该方法也存在离线孤岛划分的缺点，灵活度优先，需要采取切负荷等措施。难以得到最优解。现有的孤岛划分算法的缺点有两个，一是不能处理含环网结构的复杂配电网，二是当配电网规模较大时难以在保证计算速度的前提下保证得到最优解。进一步研究合理的孤岛划分方法，对于DG比重较高的配电网故障后的恢复具有积极意义，能实现快速有效的配电网供电恢复。

图论是一门应用广泛且内容丰富的学科，随着计算机和数学软件的发展，图论越来越多地被人们应用到实际生活和生产中，也成为解决众多实际问题的重要工具。配电网中元器件和负荷众多，使用图论来分析配电网可以直观的表示配电网的网络拓扑和潮流分布。因此，很多文献中都使用图论来处理配电网分析问题。设简单图G＝(T,E)，T为图G的子图，若满足V(T)＝V(G)且T为树，则T就为图G的一颗生成树。结合生成树的定义，易知每个连通图均有其生成树。若在图G中考虑权值，也就是在加权连通图G中，生成树也就定义了它的权值，其值为生成树中所有边上的权值总和，而权值最小的生成树称为该图的最小生成树(Minimum Spanning Tree)。现有的最小生成树算法主要有Prim算法和Kruskal算法。