一种含分布式发电配电网故障转供方法及系统与流程

本发明涉及配电网故障处理，特别是一种含分布式发电配电网故障转供方法及系统。

背景技术：

1、智能配电网具有经济、可靠的优点战略性、效率高、交互、可靠性、自愈等特点，因而得到了广泛的研究和发展。随着全球能源危机的显现和人们环保意识的增强，分布式发电(distnbutedgeneratiom，dg)技术逐渐被重视，并在近几年得到迅速发展和应用地目前，分布式电源的容量都比较小，建设比较分散，设施通常位于负荷附近，在配电网的末端或者中间接入系统。

2、但是随着dg在配电网的大量接入，传统的配电网由单电源轴射型网络逐步发展成复杂的多电源网络，潮流的方向随机变化，一方面，原有的故障定位矩阵算法将会受到影响，甚至出现误判；另一方面，以往大都采用“岛屿划分+模型评估与修正”调节模型，评估与修正配电网数据分解和聚集程度，供求解岛屿功率调整问题参考。

3、在考虑负荷重要性和可控性的前提下，根据“虚拟节点”和“虚拟”的要求，建立了基于图论的网络拓扑模型，并通过触点开关的操作恢复节点灵活性，以提高负荷率，由于三相交流功率具有很强的随机性，加上负载和交流输出预测错误，使得孤岛划分方案往往难以满足功率平衡条件，极易导致配电网运行崩溃。

技术实现思路

1、鉴于现有的含分布式发电配电网故障转供及系统中存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明所要解决的问题在于：在发生故障后，供电恢复效率较差。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明实施例提供了一种含分布式发电配电网故障转供方法，其包括以下步骤，

5、获取配电网的多分支母线节点位置，并在多分支母线节点位置建立分散式智能终端设备；

6、通过建立的分散式智能终端设备收集远动信息，并对收集的远动信息进行预处理；

7、对预处理后的远动信息进行分析，获取配电网运行评估详情，确定故障区域，并将故障区域进行隔离；

8、制定配电网的故障转供决策，对隔离的故障区域恢复供电。

9、作为本发明所述含分布式发电配电网故障转供方法的一种优选方案，其中：所述分散式智能终端设备之间通过有线或无线进行相互通信。

10、作为本发明所述含分布式发电配电网故障转供方法的一种优选方案，其中：所述远动信息包括远动装置信息和远动通道信息；

11、对远动信息进行预处理的步骤包括：剔除远动信息的错误数据，并对缺失数据进行补齐，再将预处理后的远动信息周期性发送给调度中心。

12、作为本发明所述含分布式发电配电网故障转供方法的一种优选方案，其中：对预处理后的远动信息进行分析步骤包括，

13、将变电站母线电压设置为状态变量，并且使状态变量的数量为n，则状态向量x的集合表示为：

14、x＝[x1、x2、...、xn]t；

15、测量数据的数量为m，并且测量数据数量m＞状态变量数量n，则量测向量z的集合表示为：

16、z＝[z1、z2、...、zm]t；

17、引入测量误差v，配电网的量测向量表示为：

18、z＝h(x)+v；

19、其中，量测向量z的具体形式包括有功功率za、无功功率zr和电压u，则通过公式表示为：

20、

21、式中，θ表示为相角，u表示为电压，p(θ,u)表示为有功功率作为状态变量的函数，q(θ,u)表示为无功功率作为状态变量的函数；

22、状态向量x的具体形式表示为：

23、

24、通过雅可比矩阵表示为：

25、

26、式中，和分别表示为有功功率对相角和电压的偏导数，和分别表示为无功功率对相角和电压的偏导数；

27、由于有功功率和频率有关，无功功率和电压大小有关，在有功功率和无功功率的偏导数简化为零后，雅可比矩阵被简化为对角矩阵的形式，具体表示为：

28、

29、再通过进一步简化，表示为：

30、

31、式中，h1和h2均表示为常数矩阵，u0表示为参考电压，即h为常数阵；

32、通过对两组常系数线性方程组求解分别得到δθ和δu，通过公式表示为：

33、

34、式中，ra和rr分别表示为测量误差的协方差矩阵；

35、再通过更新相角θ和电压u，第i代迭代结果表示为：

36、

37、设立迭代结束条件，通过公式表示为：

38、

39、式中，εθ表示为相角阈值，εu表示为电压阈值。

40、作为本发明所述含分布式发电配电网故障转供方法的一种优选方案，其中：所述故障区域的确定步骤包括，

41、通过分段母线在的中间或者末端接入分段断路器，将故障锁定在两个或多个多分支母线节点之间；

42、根据开关的过电流信息最终确定故障发生的具体位置；

43、再依据负荷失电量最小原则，断开故障上下游开关将故障区域进行隔离，并建立故障隔离区；

44、其中，确定故障发生的具体位置步骤为：

45、判断与多分支母线节点关联的监测点的方向，若只有一个监测点的方向为正，则判定故障发生在该正方向的监点指向的馈线上；

46、若有多个监测点的方向为正，则判断正方向监测点故障电流综合幅值的大小，判定故障发生在综合电流輻值最大的监测点所在的线路上。

47、作为本发明所述含分布式发电配电网故障转供方法的一种优选方案，其中：所述故障隔离区包括暂态故障和永久性故障；

48、其中，通过重合闸消除暂态故障，对永久性故障区域进行故障隔离；

49、所述故障区域位于从电源到末梢方向的第一个未经历故障过电流的节点和最后一个经历了故障过电流的节点之间。

50、作为本发明所述含分布式发电配电网故障转供方法的一种优选方案，其中：对永久性故障区域进行故障隔离的步骤包括，

51、定义一维矩阵f：

52、f＝{1,2,...,d}；

53、式中，d表示为区域总数；

54、对四种情况进行计算，分布式发电配电网中所有区域的集合表示为：

55、f1＝d_rowpos[g_rowrev(i)]；

56、f2＝d_rowrev[g_rowpos(i)]；

57、f3＝d_rowpos[g_rowpos(i)]；

58、f4＝d_rowrev[g_rowrev(i)]；

59、式中，g_rowpos为存放正方向过电流节点的标号的一维矩阵，g_rowrev为存放反方向过电流节点的标号的一维矩阵，f1为反向过流节点在正向区域-节点矩阵中对应的区域标号集合，f2为正向过流节点在反向区域-节点矩阵中对应的区域标号集合，f3为正向过流节点在正向区域-节点矩阵中对应的区域标号集合，f4为反向过流节点在反向区域-节点矩阵中对应的区域标号集合；

60、因此，故障区间集合f‘’为：

61、f‘’＝[f-(f1∪f2)∩(f3∪f4)]；

62、通过定义c1为与故障区域正方向直接相连的节点集合，c2为与故障区域反方向直接相连的节点集合，c3为所有出现过电流的节点集合，表达式分别为：

63、c1＝d-colpos{d-rowpos[f(i)](i)}；

64、c2＝d_colrev{d_rowrev[f(i)](i)}；

65、c3＝g_rowpos∪g_rowrev；

66、获得断开的开关集合表示为：

67、cut＝(c1∪c2)∩c3。

68、第二方面，本发明实施例提供了一种含分布式发电配电网故障转供系统，其包括信息采集模块、信息分析模块，以及故障转供模块；

69、所述信息采集模块用于通过安装的分散式智能终端设备收集远动信息，并将远动信息进行存储；

70、所述信息分析模块用于对收集的远动信息进行预处理，之后再进行计算分析，确定故障区域；

71、所述故障转供模块用于将故障区域中的负载转移到正常区域的电源上，减少故障对用户的影响。

72、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的含分布式发电配电网故障转供方法的任一步骤。

73、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述的含分布式发电配电网故障转供方法的任一步骤。

74、本发明有益效果为：通过结合电力系统特点进行合理近似，将雅可比矩阵阵化为两个低阶常数矩阵，虽然迭代次数增加一倍，但总内存需求减小，计算速度大为提高。

75、其次，设计配电网故障后负荷恢复的速度、可持续时间和经济效益等因素，在发生尽可能多的高优先级负荷恢复故障之后，减少停电时间的长度，尽可能在满足运行周期前提下，保证配电网在恢复过程中尽可能满足操作限制时保持足够的备用容量。