[发明专利]交直流混合配电网的供电恢复方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统运行控制领域，特别是一种针对含柔性直流输电的交直流混合配电网的基于原始-对偶内点法的供电恢复方法。

技术背景

相较于传统的交流配电网，采用柔性直流装置的交直流混合配电网可以更好地接纳分布式电源和直流负荷，缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾，同时在负荷中心提供动态无功支持，提高系统安全稳定水平并降低损耗。交直流混合配电网是配电网的一个重要发展趋势，可以有效提升城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率。

采用柔性直流装置的交直流混合配电网为供电恢复提供了新的可能。交流系统电压崩溃或停运时，柔性直流输电系统瞬间启动参考自身电压，变成无转动惯量的备用发电机，向瘫痪电网内的重要负荷供电，动态补偿交流母线无功功率、稳定交流母线电压，如果容量允许甚至可以向故障系统提供有功功率和无功功率紧急支援，提高系统功角稳定性。

目前，国内外对柔性直流的研究及实践主要集中于高电压、大容量的输电工程应用；而对采用柔性直流装置的交直流混合配电网的研究仍处于探索阶段。作为运行控制和调度策略的延伸，交直流混合配电网的供电恢复将随着之后研究及工程实践的深入逐渐受到重视，并为之提供理论参考。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，为含有柔性直流输电的交直流混合配电网提供一种易于实现、高效可靠的供电恢复方法，其采用应用广泛的原始-对偶内点法解决供电恢复这一优化问题，通过简便的修正操作后均可适用各种结构的交直流混合配电网，同时得到对应电压源换流器的矢量控制参数。

为此，本发明采用如下的技术方案：交直流混合配电网的供电恢复方法，其包括步骤：

1)预存交直流混合配电网的各类参数，在配电网系统中建立电网初始拓扑结构，并在运行时实时记录电网负荷情况；

2)收集故障信息，锁定失电区域；

3)建立供电恢复优化问题模型；

4)采用原始-对偶内点法求解步骤3)所述的供电恢复优化问题模型；

5)输出供电恢复结果以及控制决策量结果。

原始-对偶内点法是一种解决优化问题的有效算法。该方法从初始内点出发，沿着最快下降方向，从可行域内部直接走向最优解。算法的收敛速度快，鲁棒性强，对初值选择不敏感，且能适应大量的约束条件，并获得更精确优化结果。它在迭代次数较少的情况下依旧能够减小累积误差，提高精度，减少计算机上的存储量。因此，原始-对偶内点法是一种能够有效解决交直流混联配电系统中的复杂优化问题的算法。

作为上述技术方案的补充，步骤1)包括步骤：

11)初始化，录入配电网数据，并建立相应的数据库，数据库包含线路数据库、负荷数据库和节点属性库；

12)对交流侧电网，读取步骤11)所述的数据，通过改进邻接矩阵建立初始拓扑结构；

13)实时更新，收集配电网的负荷值。

作为上述技术方案的补充，步骤11)的具体内容为：

对交直流混合配电网建模，为各节点编号并限制电压幅值所允许的范围，将连接各节点的各条线路的电气参数通过计算机输入线路数据库。

作为上述技术方案的补充，步骤12)的具体内容为：

读取步骤11)所述的数据，将电网初始拓扑结构整合为改进邻接矩阵，该改进邻接矩阵的元素具体如下：

其中，v_j、v_k表示节点；i为线路(v_j,v_k)在线路数据库中的索引号；E(V)表示节点连接边的集合，线路(v_j,v_k)表示连接节点v_j和v_k的线路；