[发明专利]一种基于kruskal算法的配电网孤岛划分方法

说明书

本发明提供一种配电网孤岛划分方法，包括以下步骤：构建孤岛划分模型，所述孤岛划分模型包括目标函数和约束条件，其中，所述目标函数为配电网失电负荷量最小，所述约束条件包括配电网的系统运行约束和孤岛内功率约束；求解所述孤岛划分模型以实现所述配电网的孤岛划分。本发明能够利用改进的kruskal算法求解最优的孤岛划分方案，增强了配电网系统的弹性，使得配电网具有更小的失电负荷量。

技术领域

本发明属于配电网孤岛划分领域，涉及一种基于改进的kruskal算法的配电网孤岛划分方法。

背景技术

孤岛运行是在配电网中引入分布式电源后出现的一种新运行方式,其中计划孤岛运行是对配电网的运行方式有益的补充。根据功率平衡原则,在配电网发生故障时,充分利用分布式电源供电能力,根据分布式电源的位置、容量,将配电网划分为若干个子网,以保证重要负荷安全运行。在这种情况下,配电系统的部分负荷由分布式电源进行供电,包含这部分负荷、分布式电源、储能装置以及控制系统的小型配电系统就称为配电网中的电力孤岛,而这种运行方式我们称为孤岛运行。

电力孤岛供电方式是配电系统在引入分布式发电之后的一种新的运行方式,在这种运行方式下,配电系统的部分负荷仅由供电,在配电系统因故障停运后,为了检修人员安全,不扩大故障范围以达到快速恢复供电的目的。根据工一相关规定,配电网中所有的必须短时退出运行。由于具有单独供电能力,故障隔离后可利用恢复部分重要负荷供电,从而提高系统的供电可靠性,因此,随着配电网内分布式电源的渗透率的增加,故障后电力孤岛运行在实现智能电网可靠供电的目标上将成为一种常态的运行方式。

目前孤岛划分方法主要以恢复负荷总量最大为目标,兼顾孤岛建设经济性、供电可靠性等因素,所采用的孤岛划分方法以描述孤岛内功率平衡为主体,但因目标函数与约束条件存在差异,所采取的求解算法也不相同,导致在求解结果上存在一定程度上的差异。目前,配电网孤岛划分算法普遍以分布式电源为中心,向周围负荷进行供电,尽管考虑了分布式电源的随机性与间歇性,但对于负荷特性考虑甚少,且当前的算法普遍是根据电源来选择供电负荷,不能够依据负荷特性来充分消纳分布式电源,提高能源利用率,扩大供电范围。

本发明能够利用改进的kruskal算法求解最优的孤岛划分方案，增强了配电网系统的弹性，使得配电网具有更小的失电负荷量。

发明内容

本申请人针对现有技术，进行研究与改进，提供一种基于改进的kruskal算法的配电网孤岛划分方法。

为了解决上述问题，本发明采用如下方案：

一种基于改进的kruskal算法的配电网孤岛划分方法，包括下述步骤：

1)输入网络的拓扑结构、系统参数以及负荷参数，并根据负荷的等级分配权重系数，并对系统中的 DG根据是否具有独立供电能力分类。

2)根据孤岛划分模型以及电力系统运行约束条件，将满足条件的负荷一一划入孤岛，每划入一个负荷都要验证一次电力系统运行约束条件，在满足约束条件的情况下，以失电负荷最小化为目标函数，然后根据孤岛的编号对所有的孤岛遍历一遍。

3)在满足传输线安全约束条件的情况下，若存在有些孤岛已满负荷供电，但仍有负荷未划入该孤岛，则将这些负荷依据最小等效电气距离划入未满负荷的孤岛内。当两个失电节点上的等效负荷f计算结果大小相等时，此时需要考虑两个节点到孤岛中DG的电气距离的大小，距离短的优先划入孤岛，这样能有效减小孤岛中线路的有功损耗。

4)当连通图已经完成步骤2)，但仍存在没有接入负荷的母线节点，则需将该节点剔除，以优化最小生成树，之后所生成的树T_min＝(V,L)就是所要求取的孤岛划分方案。

所述步骤1)中，考虑负荷的等级划分以及节点到孤岛的电气距离的大小，其中，根据电力系统中对于负荷的划分等级进行划分，即相应的一级、二级和三级负荷，对于不同等级的负荷给予不同的权重系数。