王杰，張振

（1.廣州市供電局，廣東廣州510620；2.廣東省電力設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州510000）

分布式發(fā)電系統(tǒng)(DGS)日漸成為滿足負(fù)荷增長(zhǎng)需求、減少環(huán)境污染、提高能源綜合利用效率和供電可靠性的一種有效途徑。現(xiàn)行的分布式發(fā)電(DG)并網(wǎng)規(guī)程不允許孤島運(yùn)行，要求擾動(dòng)時(shí)將DG迅速退出[1]。這在一定程度上保證了電力系統(tǒng)的安全性，卻破壞了DG的正常運(yùn)行，損害了DG發(fā)電商的利益，不利于DG技術(shù)的發(fā)展[2-3]。

計(jì)劃孤島運(yùn)行是根據(jù)分布式電源容量和本地負(fù)荷的大小，事先確定合理的孤島區(qū)域和孤島運(yùn)行控制方法，在與系統(tǒng)斷開(kāi)后，能夠保證小系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[4]。計(jì)劃孤島運(yùn)行是分布式發(fā)電系統(tǒng)的一種非常好的故障處理方式，它既充分利用分布式發(fā)電對(duì)提高供電可靠性的積極作用，又通過(guò)合理的規(guī)劃和有效的控制避免了分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的不利影響，可以使電力系統(tǒng)更加高效、可靠地運(yùn)行。其作為一種提高供電可靠性的重要方式，得到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。

現(xiàn)有的孤島劃分和孤島搜索方式中，文獻(xiàn)[5]主要考慮孤島內(nèi)功率平衡，而沒(méi)有考慮到如何保證孤島內(nèi)的負(fù)荷供電質(zhì)量；文獻(xiàn)[4]事先的規(guī)劃無(wú)法預(yù)知孤島發(fā)生的時(shí)間和區(qū)域，當(dāng)孤島發(fā)生時(shí)，計(jì)劃好的孤島區(qū)域可能已經(jīng)偏離了規(guī)劃時(shí)的情況；文獻(xiàn)[6]提出的基于有根樹的分布式發(fā)電孤島搜索，只能應(yīng)用于輻射狀結(jié)構(gòu)的中低壓配網(wǎng)中，不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的高壓配網(wǎng)和輸電網(wǎng)中；文獻(xiàn)[7-9]則介紹了一種基于有序二元決策技術(shù)，分階段在線搜索孤島區(qū)域的方法，但輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)只在特定地點(diǎn)安裝有解列和同期合閘裝置。

從工程角度系統(tǒng)地討論了孤島劃分及運(yùn)行控制研究過(guò)程中應(yīng)當(dāng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題，重點(diǎn)介紹了基于預(yù)先規(guī)劃，動(dòng)態(tài)劃分和多級(jí)孤島相結(jié)合的孤島劃分控制算法，指出了該方法在計(jì)算、求解和運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際解決的問(wèn)題，明確地提出了孤島運(yùn)行安全性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)DG的比重高時(shí)，所提出的算法不僅能使孤島區(qū)域內(nèi)的大部分負(fù)荷得到正常供電，而且可以最大限度的保證孤島區(qū)域的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。在預(yù)先規(guī)劃和動(dòng)態(tài)劃分中不需要在所有的地方安裝解列和同期合閘裝置。IEEE118配電系統(tǒng)仿真結(jié)果證明算法是有效的，能保證孤島系統(tǒng)安全穩(wěn)定的持續(xù)運(yùn)行，能最大限度保證供電范圍。

1 孤島劃分決策過(guò)程

1.1 孤島劃分的關(guān)鍵問(wèn)題

孤島劃分及運(yùn)行控制是一個(gè)非常復(fù)雜的綜合性課題，它幾乎涉及到電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制和電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)的所有研究方向。電力系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)孤島運(yùn)行首先要滿足4個(gè)必要條件：（1）電力平衡約束，即島內(nèi)功率基本平衡；（2）傳輸線和變壓器安全約束，即島內(nèi)各線路及設(shè)備的負(fù)荷應(yīng)在穩(wěn)態(tài)安全約束范圍內(nèi)；（3）母線電壓不越限，即孤島內(nèi)母線電壓應(yīng)該在限定范圍內(nèi)；（4）切除的負(fù)載個(gè)數(shù)最少，即如果孤島功率不平衡，需切除負(fù)載個(gè)數(shù)應(yīng)該最少。

電力系統(tǒng)中需要形成孤島的原因有重要輸電線跳閘，重要的發(fā)電設(shè)備故障，系統(tǒng)內(nèi)受到大的擾動(dòng)等。如1965年至2003年發(fā)生在北美大停電事故，多數(shù)是由上述原因造成的。當(dāng)DG容量較大，而公共電網(wǎng)容量裕度不足，難以為全部失電區(qū)恢復(fù)供電時(shí)，DG在給當(dāng)?shù)赜脩艄╇姷幕A(chǔ)上，還可根據(jù)自身的容量裕度給饋線上的其他負(fù)荷供電。為了便于大容量的DG在孤島情況下給公共電網(wǎng)供電，大容量的DG應(yīng)該裝設(shè)在高壓配網(wǎng)或者輸電網(wǎng)，小容量的DG可以采用就近原則，靠近負(fù)載安裝。為提高供電可靠性，DG應(yīng)帶起盡可能多的負(fù)荷。同時(shí)故障時(shí)形成的孤島數(shù)目越少，越便于操作，有利于故障恢復(fù)。所以為了提高供電可靠性，解列時(shí)應(yīng)形成最大范圍的DG孤島。

文獻(xiàn)[10]中介紹了3種典型的孤島運(yùn)行模式，其中最經(jīng)濟(jì)的是多用戶孤島運(yùn)行模式。該模式的核心思想是：故障發(fā)生后，DG在給當(dāng)?shù)赜脩艄╇姷幕A(chǔ)上，還可根據(jù)自身的容量裕度給饋線上的其他負(fù)荷供電。

輸電網(wǎng)是220kV以上，主要采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；高壓配電網(wǎng)是110kV，主要采用網(wǎng)狀和輻射狀結(jié)構(gòu)；中壓配網(wǎng)35～10kV和低壓配網(wǎng)0.4kV，主要采用輻射狀結(jié)構(gòu)。在配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)中，不是所有線路和裝置上都安裝有解列和同期合閘裝置，單一的孤島動(dòng)態(tài)劃分，不利于孤島同期并網(wǎng)。配網(wǎng)中調(diào)頻和調(diào)壓能力有限，以中低壓配網(wǎng)形成的孤島不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和提供符合用戶要求電能。

由此可見(jiàn)對(duì)于孤島劃分，不能采用單一的動(dòng)態(tài)劃分方法和只以中低壓配網(wǎng)形成孤島，需要采用多種劃分方式和保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，盡最大可能提供用戶高質(zhì)量的電能。

1.2 孤島劃分的求解思路

本文介紹的孤島劃分控制算法是基于預(yù)先規(guī)劃，動(dòng)態(tài)劃分和多級(jí)孤島相結(jié)合的一種孤島劃分方法。該思路在求解過(guò)程中分為2個(gè)階段，第1階段即預(yù)先規(guī)劃，在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用穩(wěn)定分析結(jié)果和圖論方法，確定將來(lái)系統(tǒng)發(fā)生故障后孤島的邊界點(diǎn)，希望得到最大范圍的孤島和后續(xù)的動(dòng)態(tài)劃分時(shí)切除最少的負(fù)荷。第2階段即動(dòng)態(tài)劃分，系統(tǒng)需要在孤島狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，主要分析潮流計(jì)算結(jié)果，采用負(fù)荷節(jié)點(diǎn)賦權(quán)方法，找到合適的減載點(diǎn)或切DG點(diǎn)，希望解決孤島內(nèi)功率不平衡、線路設(shè)備過(guò)載和母線電壓越限等問(wèn)題，為用戶提供可靠的電能。這種思路第1階段主要采用離線計(jì)算，它是對(duì)系統(tǒng)的規(guī)劃，可以采用任何可行的電力網(wǎng)絡(luò)模型描述方法，充分利用現(xiàn)有豐富的圖論算法，在計(jì)算速度上并不影響后續(xù)動(dòng)態(tài)孤島劃分。第2階段主要采用在線計(jì)算，采用現(xiàn)有的各種快速潮流計(jì)算方法加速搜索速度，可以將第2階段的計(jì)算開(kāi)銷降低到一個(gè)完全可以接受的水平上。

采用離線和在線相結(jié)合的劃分方法，盡量地縮小孤島劃分決策的時(shí)間和縮小搜索空間。

2 孤島運(yùn)行安全性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

（1）孤島內(nèi)功率平衡

這一約束要求解列后形成的孤島必須滿足發(fā)電和負(fù)荷的基本平衡。系統(tǒng)中無(wú)功不允許長(zhǎng)距離傳輸，線路上無(wú)功的傳輸，會(huì)增加有功的損耗，無(wú)功一般都是在本地進(jìn)行補(bǔ)償。孤島劃分時(shí)只考慮有功平衡，因此在孤島內(nèi)（Gi∈V）發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功必須大于孤島內(nèi)（Lj∈V）負(fù)荷需求的有功：

式中：PGi是發(fā)電量；PLj是負(fù)載的用電量。

（2）線路和變壓器負(fù)載電流不越限

這一約束要求解列后形成的孤島必須滿足線路和變壓器負(fù)載電流不超過(guò)設(shè)備的額定電流，孤島中為了帶起盡可能多的負(fù)荷，有功功率的余額很小。任何一條線路和一臺(tái)變壓器上流過(guò)電流超過(guò)額定電流，都有可能引起保護(hù)的動(dòng)作把線路和設(shè)備退出運(yùn)行，該線路的潮流將由其他支路分流，可能引起線路和變壓器的級(jí)聯(lián)跳閘事故和孤島系統(tǒng)功率的再次不平衡。

式中：Imax是線路和變壓器上的最大電流；Irated是線路和變壓器上的額定電流。

（3）母線電壓不越限

電壓過(guò)高時(shí)，對(duì)長(zhǎng)期帶電的繼電器、指示燈容易過(guò)熱或損壞。電壓過(guò)低時(shí)，可能造成開(kāi)關(guān)、保護(hù)的動(dòng)作不可靠。允許范圍一般是±10%。6kV母線電壓過(guò)低會(huì)使接在該母線的電動(dòng)機(jī)電流增大，使電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)熱，溫度上升，如果電壓嚴(yán)重過(guò)低，會(huì)使電流劇烈上升，導(dǎo)致繞組嚴(yán)重過(guò)熱而燒毀電動(dòng)機(jī)。文中允許范圍是±5%，如下式所示：

式中：Vi是母線實(shí)時(shí)電壓；Vrated是母線額定電壓。

（4）切除的負(fù)載個(gè)數(shù)最少

為提高供電可靠性，DG應(yīng)帶起盡可能多的負(fù)荷，并保證孤島內(nèi)功率平衡。切除的負(fù)載個(gè)數(shù)最少，希望使DG給電網(wǎng)反饋電能，能有更多的用戶的在孤島狀態(tài)時(shí)仍然能正常工作。此外切除的負(fù)載個(gè)數(shù)越少，越有助于系統(tǒng)故障排除后，孤島同期并網(wǎng)和切除的負(fù)載重新供電。采用負(fù)荷節(jié)點(diǎn)賦權(quán)方法，其中權(quán)值主要有停電損失度參數(shù)，負(fù)荷等級(jí)屬性，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)功率大小情況綜合求出，依此找到合適的減載點(diǎn)。

式中：系統(tǒng)中有i=1，…，n個(gè)負(fù)載點(diǎn)；若第i個(gè)點(diǎn)保留，則令fi=0；若第i個(gè)點(diǎn)切除，則fi=1。

（5）易于恢復(fù)

The Ecological Vision of John Clare’s Poems James C.Mckusic

孤島運(yùn)行是一種非正常狀態(tài)的系統(tǒng)運(yùn)行方式，系統(tǒng)解列的方式必須易于系統(tǒng)的恢復(fù)，應(yīng)選取那些形成孤島數(shù)目比較少，越便于操作，有利于故障恢復(fù)。在配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)中，不是所有線路和裝置上都安裝有同期合閘裝置，選擇安裝有同期合閘裝置的線路作為孤島的邊界點(diǎn)，這樣有利于系統(tǒng)故障排除后，能快速的并網(wǎng)。

3 孤島劃分算法和運(yùn)行控制流程

3.1 預(yù)先規(guī)劃（預(yù)先設(shè)定區(qū)域邊界）

通過(guò)對(duì)配電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模，很多電力系統(tǒng)問(wèn)題都可以轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題。孤島劃分是一個(gè)帶有約束條件的組合優(yōu)化問(wèn)題。提出的孤島劃分算法，其中的預(yù)先規(guī)劃基于全網(wǎng)的系統(tǒng)信息，采用N-1故障分析和圖論算法，得到主要的區(qū)域邊界點(diǎn)和區(qū)域劃分方案。算法具體描述如下：

（1）首先采集系統(tǒng)信息，進(jìn)行潮流計(jì)算，得到全系統(tǒng)的電壓，潮流分布，負(fù)荷等信息。

（2）利用系統(tǒng)信息，進(jìn)行N-1分析，找到當(dāng)故障時(shí)系統(tǒng)中會(huì)過(guò)載的主要線路，形成一個(gè)N-1過(guò)載線路列表。

（3）根據(jù)過(guò)載線路列表，并結(jié)合圖論算法，找出以過(guò)載線路為主的區(qū)域邊界點(diǎn)。選取列表中的一條線路，以此線路為核心，尋找那些斷開(kāi)線路最少，就可以把系統(tǒng)分成互不關(guān)聯(lián)的兩部分（這樣的獨(dú)立部分，本文稱為區(qū)域，和本文的孤島是不同的）。這樣形成的一組線路稱為一個(gè)割集。

（4）重復(fù)執(zhí)行步驟（3），直至搜索完過(guò)載線路列表中所有線路。形成一個(gè)割集列表。

（5）按割集列表中的所有割集，形成所有可能的劃分方案。把這些方案按區(qū)域個(gè)數(shù)升序排列。

（6）依次選取步驟（5）中的方案，根據(jù)區(qū)域中發(fā)電機(jī)額定容量和負(fù)荷平均值，計(jì)算各區(qū)域中的功率缺額，如果功率缺額大于設(shè)定值，則重新選擇步驟（5）中的劃分方案。如果功率缺額小于設(shè)定值，則執(zhí)行步驟（7）。

（7）保存選則的區(qū)域劃分方案，最終確定預(yù)先規(guī)劃策略。

執(zhí)行完以上算法，最終形成的區(qū)域劃分方案，就是電網(wǎng)故障后的孤島預(yù)先規(guī)劃策略。在系統(tǒng)需要在孤島狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可以有選擇的斷開(kāi)預(yù)先設(shè)定好的邊界點(diǎn)，不需要斷開(kāi)所有的邊界點(diǎn)，這樣可以保證孤島的數(shù)目在特定的故障情況下是最少的。

雖然是預(yù)先規(guī)劃，不需要在所有線路上裝設(shè)解列和同期合閘裝置，但是當(dāng)需要和條件允許的情況下，也就是在系統(tǒng)中可以多裝設(shè)解列和同期合閘裝置時(shí)，可以根據(jù)不同的運(yùn)行情況設(shè)置多套邊界點(diǎn)方案。比如在夏季用電高峰期設(shè)置一套方案，在冬季設(shè)置另一套方案。這樣兩套方案可以滿足由于負(fù)荷和發(fā)電量發(fā)生變化的情況，邊界設(shè)置點(diǎn)不夠靈活的缺點(diǎn)。

采用此方法確定區(qū)域邊界的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）不需要在所有線路上裝設(shè)解列和同期合閘裝置；（2）確保孤島數(shù)目最少；（3）系統(tǒng)需要在孤島狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的邊界點(diǎn)解列，保證了速動(dòng)性。

3.2 動(dòng)態(tài)劃分

基于預(yù)先劃分后設(shè)置的區(qū)域邊界，在系統(tǒng)需要孤島狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，有選擇的解列系統(tǒng)形成孤島。得到的孤島其中功率不平衡和運(yùn)行狀態(tài)很不穩(wěn)定，在此就要采用動(dòng)態(tài)的孤島劃分方法，對(duì)孤島進(jìn)行運(yùn)行控制。如何切除多余的負(fù)載是保證孤島內(nèi)功率平衡的關(guān)鍵問(wèn)題。算法具體描述如下：

（1）檢測(cè)系統(tǒng)情況?？刂浦行膶?duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，如果必要，則采取孤島運(yùn)行方案。如需孤島運(yùn)行，則繼續(xù)執(zhí)行步驟（2）（由于篇幅有限，具體對(duì)系統(tǒng)的評(píng)估方法，并不是本文討論的重點(diǎn)）。

（2）根據(jù)控制中心的評(píng)估，確定故障的情況。在確定好預(yù)先規(guī)劃策略中尋找合適的區(qū)域組合形成孤島。其中主要是以故障區(qū)域單獨(dú)形成孤島，故障區(qū)域以外，可以連通形成其他孤島運(yùn)行。

（3）依次確定由步驟（2）形成每個(gè)孤島的運(yùn)行控制策略。

（4）選擇步驟（3）中的一個(gè)孤島，按實(shí)時(shí)信息計(jì)算孤島內(nèi)的功率缺額；按式（5）計(jì)算孤島內(nèi)所有負(fù)荷的權(quán)值，并按降序排列。

式中：i*是所要求的負(fù)載點(diǎn)；arg max表示尋找具有最大評(píng)分的參量；Li是負(fù)荷的大小，大的負(fù)荷優(yōu)先被切除，主要是因?yàn)楸ＷC切除的負(fù)荷個(gè)數(shù)最少，利于故障恢復(fù)后的并網(wǎng)；αi是負(fù)荷i的負(fù)荷等級(jí)屬性，本文中把負(fù)荷等級(jí)分為第一、二、三類對(duì)應(yīng)值為1，10，100，負(fù)荷等級(jí)越低，被切除的優(yōu)先級(jí)越高；βi是停電損失度參數(shù)，對(duì)不同等級(jí)的負(fù)荷單元區(qū)分度越大，越能體現(xiàn)重要負(fù)荷在權(quán)值函數(shù)中的重要性。

（5）在孤島中按權(quán)值從大到小選擇負(fù)荷作為減載點(diǎn)，直至△P為負(fù)。

（6）檢驗(yàn)孤島中是否滿足線路約束和母線電壓是否越限。如果不滿足，則重新執(zhí)行步驟（5）。

（7）檢查是否完成所有孤島的運(yùn)行策略，如果沒(méi)有全部完成，則再次執(zhí)行步驟（4）。

（8）最終確定全部孤島運(yùn)行控制策略。

在本文中不考慮孤島內(nèi)發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率大于負(fù)荷消耗的有功功率，因?yàn)檫@種情況可以使用上述方法同樣處理。

用此方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)劃分的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）切除負(fù)載的個(gè)數(shù)最少，利于故障恢復(fù)后的并網(wǎng)；（2）切除等級(jí)最低的負(fù)荷，保證重要負(fù)荷的供電；（3）進(jìn)行潮流計(jì)算，校驗(yàn)孤島內(nèi)的電氣量，保證孤島的可靠運(yùn)行。

3.3 多級(jí)孤島

以上述3.1形成的孤島稱為一級(jí)孤島。在硬件設(shè)備允許的條件下，可以在采用3.1中所述的方法預(yù)先設(shè)定的孤島邊界點(diǎn)內(nèi)，再次使用3.1中的方法設(shè)定新的更小范圍的孤島邊界點(diǎn)，這樣形成的孤島稱為二級(jí)孤島。在每一個(gè)二級(jí)孤島中可以使用3.2介紹的方法，對(duì)孤島運(yùn)行進(jìn)行控制，保證孤島運(yùn)行的可靠性和供電質(zhì)量。根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模，如果需要，可以按此方法形成多級(jí)嵌套的孤島。對(duì)于復(fù)雜和規(guī)模比較大的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，多級(jí)孤島可以有效的保證系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和靈活性。

孤島劃分及運(yùn)行控制流程見(jiàn)圖1。

4 仿真算例

對(duì)于規(guī)模比較大的電網(wǎng)，會(huì)發(fā)生很多偶然性的故障，但其中只有很小部分嚴(yán)重故障會(huì)引起系統(tǒng)需要在孤島情況下運(yùn)行。文獻(xiàn)[11]中定義了13種嚴(yán)重故障，會(huì)引起系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)故障，最終可能導(dǎo)致系統(tǒng)的大范圍停電。由于篇幅有限，本文只選取其中的2例。

IEEE118節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)，主要用于測(cè)試系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)故障，其中一共有118條母線，179條支路，平衡節(jié)點(diǎn)為母線69。在IEEE118系統(tǒng)中本來(lái)就有小容量的發(fā)電機(jī)，可以把他們作為接入系統(tǒng)的DG，作為算例來(lái)驗(yàn)證本文孤島劃分及運(yùn)行控制方法。DG接入點(diǎn)和容量如表1所示。按照4.1的方法，得到預(yù)先設(shè)定的邊界點(diǎn)如表2所示，把整個(gè)電網(wǎng)劃分為A，B，C三個(gè)區(qū)域（見(jiàn)圖2）。

表1 DG接入點(diǎn)和容量

表2 IEEE118預(yù)先設(shè)定的邊界點(diǎn)

4.1 線路26-30斷開(kāi)

在區(qū)域A中，線路26-30傳輸了大量的功率，當(dāng)線路26-30斷開(kāi)后，線路上的功率將靠相鄰的其他線路來(lái)傳輸。線路22-23，23-24，23-25，25-26，25-27將用來(lái)分流線路26-30斷開(kāi)前傳輸?shù)墓β?。其中線路23-25和線路25-26上流過(guò)的負(fù)荷電流達(dá)到額定電流的118%，這會(huì)使得繼保設(shè)備動(dòng)作切除這兩條線路，繼而引起區(qū)域A大面積停電。在這種情況下采取孤島運(yùn)行，A區(qū)作為單獨(dú)的一個(gè)孤島，B-C區(qū)連接起來(lái)作為另一個(gè)孤島運(yùn)行。A區(qū)中發(fā)出的有功大于系統(tǒng)中負(fù)荷消耗的有功，孤島A能夠穩(wěn)定運(yùn)行；孤島B-C中發(fā)出的有功為3307MW，消耗的有功為3393 .1MW，按照4.2介紹的方法切除母線49處的負(fù)荷87MW，孤島A和孤島B-C都能穩(wěn)定運(yùn)行，并且所有節(jié)點(diǎn)電壓不越限。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，減載率只有2.01%，形成孤島只有2個(gè)，斷開(kāi)線路4條，相對(duì)原來(lái)會(huì)引起區(qū)域A停電來(lái)說(shuō)，孤島運(yùn)行可以帶起盡可能多的負(fù)荷，將損失降低到最小。

4.2 線路64-65斷開(kāi)

在區(qū)域B中，線路64-65傳輸了大量的功率，當(dāng)線路64-65斷開(kāi)后，線路上的功率將靠相鄰的其他線路來(lái)傳輸，這也是系統(tǒng)所有線路中，斷開(kāi)后影響最大的一條支路。線路37-38，38-65，49-50，49-66，50-57，62-66，62-67，65-68，66-67，68-69將用來(lái)分流線路64-65斷開(kāi)前傳輸?shù)墓β?。其?條線路將超過(guò)額定電流，線路37-38上流過(guò)的負(fù)荷電流達(dá)到額定電流的110%，線路49-51和62-66上流過(guò)的負(fù)荷電流達(dá)到額定電流的111%，線路65-68上流過(guò)的負(fù)荷電流達(dá)到額定電流的118%，線路66-67上流過(guò)的負(fù)荷電流達(dá)到額定電流的115%，線路68-69上流過(guò)的負(fù)荷電流達(dá)到額定電流的125%，這會(huì)使得繼保設(shè)備動(dòng)作切除這6條線路，繼而引起整個(gè)系統(tǒng)的面積停電。把區(qū)域A，B，C獨(dú)立開(kāi)來(lái)，作為3個(gè)孤島運(yùn)行，其中孤島A和孤島C中發(fā)出的有功大于系統(tǒng)中負(fù)荷消耗的有功，能夠穩(wěn)定運(yùn)行。孤島B中發(fā)出的有功為1689MW，消耗的有功為2033.1MW，按照4.2介紹的方法切除母線59處的負(fù)荷277MW和母線62處的負(fù)荷77MW，孤島A，B，C都能穩(wěn)定運(yùn)行，并且所有節(jié)點(diǎn)電壓不越限。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，減載率只有8.05%，形成孤島有3個(gè)，斷開(kāi)線路9條，相對(duì)原來(lái)會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)停電來(lái)說(shuō)，孤島運(yùn)行可以帶起盡可能多的負(fù)荷，將損失降低到最小。

5 結(jié)束語(yǔ)

合理的計(jì)劃孤島可以充分地利用DG的發(fā)電能力，實(shí)現(xiàn)孤島模式與并網(wǎng)模式間的無(wú)縫轉(zhuǎn)換，提高供電可靠性。本文根據(jù)不同等級(jí)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從工程角度系統(tǒng)地討論了孤島劃分及運(yùn)行控制研究過(guò)程中應(yīng)當(dāng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題，重點(diǎn)介紹了基于預(yù)先規(guī)劃，動(dòng)態(tài)劃分和多級(jí)孤島相結(jié)合的孤島劃分控制算法，指出了該方法在計(jì)算、求解和運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際解決的問(wèn)題，明確地提出了孤島運(yùn)行安全性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。在預(yù)先規(guī)劃過(guò)程中，保證孤島的數(shù)目在特定的故障情況下是最少的，也不需要在所有線路上裝設(shè)解列和同期合閘裝置；在動(dòng)態(tài)劃分過(guò)程中，保證重要負(fù)荷的供電和切除負(fù)載的個(gè)數(shù)最少。孤島劃分算法及運(yùn)行控制方法，能適應(yīng)更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。以預(yù)先規(guī)劃和動(dòng)態(tài)劃分相結(jié)合，可以適應(yīng)時(shí)變的系統(tǒng)運(yùn)行情況。最終用的校驗(yàn)方法可保證用戶得到高質(zhì)量的電能。根據(jù)文中方法確定多用戶孤島的范圍，是以最小的代價(jià)換取了孤島系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

[1] IEEE Std 1547．IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems[S]．Iscataway，NJ，USA：IEEE P，2003．

[2] KUMPULAINEN L K，KAUHANIEMI K T．Analysis of the Impact of Distributed Generation on Automatic Reclosing[C].IEEE PES 2004 Power Systems Conference and Exposition，New York，USA，2004．

[3] PILO F，CELLI G，MOCCI S．Improvement of Reliability in Active Networks with Intentional Islanding[C]．The 2004 IEEEInternational Conference on Electric Utility Deregulation，Restructuring and Power Technologies，Hong Kong，China，2004．

[4] BOLLEN M H，SUN Y，AULTG W．Reliability of Distribution Networks with DER Including Intentional Islanding[C]．International Conference on Future Power Systems，Amsterdam，Netherlands，2005．

[5] 易新，陸于平．分布式發(fā)電條件下的配電網(wǎng)孤島劃分算法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006，30(7)：50-54.

[6] 丁磊，潘貞存，叢偉．基于有根樹的分布式發(fā)電孤島搜索[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2008，28(25)：62-67.

[7] KAI S，DA-ZHONG Z，QIANG L．A Simulation Study of OBDD-based Proper Splitting Strategies for Power Systems Under Consideration of Transient Stability[J]．IEEE Transactions on Power Systems，2005，20(1)：389-399．

[8] QIAN-CHUAN Z，KAI S，DA-ZHONG Z，et al．A Study of System Splitting Strategies for Island Operation of Power System：a Two-phase Method Based on OBDDs[J]．IEEE Transactions on Power Systems，2003，18(4)：1556-1565．

[9] KAI S，DA-ZHONG Z，QIANG L．Splitting Strategies for Islanding Operation of Large-scale Power Systems Using OBDD-based Methods[J]．IEEE Transactions on Power Systems，2003，18(2)：912-923．

[10] 盧志剛，董玉香.含分布式電源的配電網(wǎng)故障恢復(fù)策略[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2007，31(1)：89-99.

[11] CHOWDHURY B H,BARAVE S.Creating Cascading FailingScenarios in Interconnected Power System[C].IEEE PES 2006 General Meeting,Montreal,Canada,June 2006.