[发明专利]一种适用于含多个柔性多状态开关的配电网分区方法

说明书

本发明公开了一种适用于含多个柔性多状态开关配电网的分区方法。柔性多状态开关同时具有有功/无功受控、不平衡功率调节、谐波阻断等功能，并可实现多状态负荷运行和状态之间的过渡。如何在满足配电网安全稳定运行的基础上，利用柔性多状态开关的上述特点，对含多个柔性多状态开关的配电网合理分区是本发明拟解决的问题。本方法首先利用网络静态等值和电气距离简化配电网，然后采用贪婪图生长法对简化后的配电网分区，最后按照简化的过程逆向还原配电网，并在此过程中改善分区方法。本方法能够对含多个柔性多状态开关的配电网进行分区，分区结果不仅能够保证区域内节点和柔性多状态开关的耦合性，还可以改善区域的负载均衡度。

技术领域

本发明属于电力系统的分区方法，尤其涉及一种适用于含多个柔性多状态开关的配电网分区方法。

背景技术

柔性多状态开关(Soft Normally Open Point,SNOP)是一种新型的可控电力电子装置。柔性多状态开关可以替换传统配电网中的分段开关和联络开关。除了具有关断和开通能力外，柔性多状态开关同时具有有功/无功受控、不平衡功率调节、谐波阻断等功能，并可实现多状态复合运行和状态之间的软过渡。其具体装置主要有背靠背电压源型换流器(B2B VSC)、统一潮流控制器(UPFC)和串联补偿器(SSSC)。另外，柔性多状态开关还具有响应速度快，能频繁动作的特点。

柔性多状态开关能够替代传统配电网中的分段开关和联络开关，将复杂有源配电网分解为若干个子网络。进而，在正常运行的时候，配电网能够合环运行，实现稳态运行时候的区域网络潮流互济；在发生故障的时候，通过柔性多状态开关在保持物理连接的情况下实现电气上的解耦，限制分区之内的故障电流，提高配电网故障自愈能力和供电可靠性。考虑到配电网被要求能够吸纳越来越多的分布能源，柔性多状态开关的上述特点能够改善区域均衡度，提高配电网对于分布式电源的消纳能力。

对于柔性多状态开关的研究，目前主要围绕在如何在仅包含一条馈线的配电网内部如何调控柔性多状态开关。如文献《基于SNOP的配电网运行优化分析》，以系统网络损耗最小为目标，采用模拟退火算法对含柔性多状态开关的配电网进行了潮流优化。但是这些方法既没有考虑柔性多状态开关对区域配电网的作用，也没有研究含柔性多状态开关的配电网的分区方法。

对于配电网分区的研究，目前主要以无功优化和供电可靠性为目标，没有考虑接入柔性多状态开关之后，含多个柔性多状态开关的配电网所面临的新的分区要求和挑战。

发明内容

本发明提出了一种适用于含多个柔性多状态开关配电网的分区方法。柔性多状态开关是一种新型的电力电子器件。除了具有关断和开通能力外，柔性多状态开关同时具有有功/无功受控，不平衡功率调节，谐波阻断等功能，并可实现多状态负荷运行和状态之间的过渡。如何在满足配电网安全稳定运行的基础上，利用柔性多状态开关的上述特点，对含多个柔性多状态开关的配电网合理分区是本发明拟解决的问题。

本发明具体采用如下方式实现：

一种适用于含多个柔性多状态开关的配电网分区方法包括如下步骤：

S1：基于网络的静态等值，合并节点度为1和2的节点；

S2：构造柔性多状态开关接入节点和负荷节点之间的电气距离矩阵，并根据Dijkstra算法计算最短电气距离矩阵用于表示柔性多状态开关接入节点和负荷节点之间的关联程度；

S3：将最短电气距离矩阵中的元素作为负荷节点的权重值，生成相邻且具有相同区域倾向的节点集合，合并属于相同集合的节点；

S4：采用贪婪图生长法(Greedy Graph Growing Partitioning,GGGP)，将柔性多状态开关的接入节点视作根节点，负荷节点视作叶节点，优先选择权重值最小的负荷节点作为叶节点进行逐渐生长，直到满足迭代停止条件为止，最终完成分区。