叢 偉, 盛亞如, 咸國富, 程云祥, 尹豐釗, 張麗強

(1. 電網智能化調度與控制教育部重點實驗室(山東大學), 山東省濟南市 250061;2. 國網山東省電力公司日照供電公司, 山東省日照市 276826)

0 引言

配電網是連接發(fā)、輸電網和用戶的重要環(huán)節(jié),其供電可靠性至關重要[1]。故障是影響配電網供電可靠性的重要因素,配電網故障后,必須盡快恢復非故障停電區(qū)的供電[2-3]。隨著配電網規(guī)模的不斷擴大,所包含的線路、分支、分段開關和聯(lián)絡開關數量越來越多,分布式電源(DG)的接入進一步增加了網絡結構和運行方式的復雜性,上述因素對配電網供電恢復的快速性和適應性帶來了新的挑戰(zhàn)[4-5]。因此,研究一種適合智能配電網結構與運行特點、快速性好且適應性強的供電恢復算法對于提高供電可靠性具有重要意義。

當前對配電網供電恢復方法的研究可分為兩大類,一類是采用優(yōu)化方法研究最優(yōu)供電恢復策略,包括數學優(yōu)化法[6-7]、啟發(fā)式方法[8-9]、遺傳算法[10-11]、粒子群算法[12-13]等,研究重點是如何確定適當的目標函數和約束條件,如何對目標函數進行快速、高效的求解。該類方法一般采用集中式結構,需要獲取配電網局部甚至全網的拓撲信息、開關量信息和電氣量信息,依靠主站強大的數據存儲和計算能力求解供電恢復策略,然后下發(fā)開關操作遙控命令至配電終端設備執(zhí)行。集中式優(yōu)化方法的優(yōu)點是能獲得理論上的最優(yōu)解,可以得到優(yōu)化的供電恢復策略。但需要進行主從式大范圍的信息交互,對信息完好性、集中式主機的依賴性較大,可能出現(xiàn)算法不收斂的情況。此外,遙控操作需要進行多次往返校核,會對集中式供電恢復策略的執(zhí)行可靠性帶來不利影響。

另一類研究側重多代理系統(tǒng)和技術,文獻[14]提出的供電恢復多代理系統(tǒng)包含饋線代理和負荷代理,負荷代理之間進行信息交互實現(xiàn)局部搜索,饋線代理作為決策者進行全局搜索并實現(xiàn)遙控功能。文獻[15]提出一個由全局控制代理、微網(MG)代理、DG代理、母線代理組成的多代理系統(tǒng), 主要解決含多個DG配電網的供電恢復問題。在多代理系統(tǒng)中,需要一個或多個代理節(jié)點,與集中式系統(tǒng)相比,需要考慮代理節(jié)點的確定、各代理節(jié)點之間、代理與被代理節(jié)點間的信息交互和功能配合,系統(tǒng)設計更加復雜,對配電網的適應性和DG的兼容能力有待進一步提升。

本文提出一種分布式的供電恢復方法,以分散安裝在配電網各開關處的智能終端(STU)為中心,采用對等通信方式與其他終端交互網絡拓撲、開關屬性、電氣量等信息,在局部信息的支撐下,采用電網逐步戴維南等值方法對電氣量進行簡化求解,并與相鄰終端協(xié)作完成非故障停電區(qū)和實際可恢復供電區(qū)的分布式搜索判斷。該方法無需設置局部或全局代理節(jié)點,也無需全局拓撲信息和電氣量信息,避免了大量信息向一個或少數幾個節(jié)點的集中傳輸。將計算任務分散到多個STU中協(xié)同完成,每個STU的計算量可控,對于存在多個非故停電區(qū)的情況可并行處理,具有適應性好、靈活性高、恢復供電快速性好等優(yōu)點。

1 分布式供電恢復系統(tǒng)結構及功能

分布式供電恢復系統(tǒng)的結構如附錄A圖A1所示,以配電網為基礎,包含通信網絡和各STU。通信網絡與配電網絡拓撲結構相互獨立,由STU將其聯(lián)系在一起。通信網絡負責將各STU連接起來并提供對等通信和信息交換的通道。配電網絡為STU提供完成供電恢復所需的網絡拓撲及電氣量信息,并對STU的指令進行響應。

STU作為分布式供電恢復系統(tǒng)的核心,收集并存儲終端安裝處的局部拓撲、電氣量信息,并以對等式通信的方式與相鄰終端交互所需信息,然后在這些局部信息的支撐下進行目標函數和約束條件的求解,并與相鄰終端協(xié)作完成對整個電網的拓撲搜索和供電恢復控制。各STU存儲用于分布式供電恢復的原始信息如附錄A表A1所示。

每個STU都能與其他終端進行對等通信交互所需信息,具體可分為數據信息和指令信息兩種,數據信息用來支撐目標函數約束條件的求解和拓撲搜索,指令信息用來控制供電恢復過程。為防止因終端故障影響恢復過程,各STU可通過與相鄰終端通信獲得下級相鄰終端的拓撲信息作為備用。

2 分布式供電恢復網絡拓撲搜索方法及過程

本文將STU等值為電網拓撲的節(jié)點,各STU間的線路、STU所在的分支等效為支路。配電網呈輻射狀,對應的網絡拓撲是典型的樹型結構,STU間的上下游關系即為樹型結構中父子節(jié)點關系。

設在供電恢復開始之前已經完成故障檢測和隔離等過程,且停電區(qū)域內各處分布式電源和微網已經斷開相應開關,切斷與主網的連接。本文的分布式供電恢復主要分為三個過程:第一步以根節(jié)點即故障點下游斷開開關對應的STU為起始點,接力搜索非故障停電區(qū)域并尋找可恢復電源點;第二步以具備供電恢復能力的聯(lián)絡開關對應的STU為起始點,配合網絡簡化等值和約束條件的計算,逆向接力搜索確定實際可恢復供電區(qū)域;第三步以停電區(qū)域內的可獨立孤島運行的分布式電源處的STU為搜索起始點,確定最大可能的孤島供電區(qū)域。

2.1 非故障停電區(qū)的搜索方法

非故障停電區(qū)的接力搜索流程如下。

1)由根節(jié)點開始依次向下游相鄰子節(jié)點發(fā)送停電區(qū)搜索指令。

2)相關節(jié)點接收指令后,判斷是否滿足搜索停止條件,若不滿足則將指令向下游相鄰子節(jié)點轉發(fā),以此類推,直至滿足搜索停止條件。

3)搜索停止條件為STU對應的開關為末端分支開關、聯(lián)絡開關、處于分閘狀態(tài)且不可操作的開關。

在搜索過程中對參與搜索的節(jié)點做好標記,標記其所屬的停電區(qū),搜索結束后,參與同一停電區(qū)域搜索過程的節(jié)點構成完整的非故障停電區(qū)。以圖1為例說明非故障停電區(qū)拓撲搜索過程,以紅色箭頭表示,箭頭方向為信息傳遞方向。圖中實心點表示終端對應的開關處于合閘狀態(tài),空心點表示對應的開關處于分閘狀態(tài),STU1為根節(jié)點,STU5和STU10對應為聯(lián)絡開關,STU6對應的開關允許合閘。

圖1 非故障停電區(qū)拓撲搜索及信息返回過程Fig.1 Topology search and information return process of the out-of-service area

非故障停電區(qū)域搜索結束后,需進行信息的返回確認。首先,各分支搜索完成時間不一致,為確保供電恢復控制開始前停電區(qū)域搜索已經完成,需進行信息返回確認。其次,并非所有的停電區(qū)都具備恢復條件,信息返回確認后可對區(qū)域是否具備恢復條件進行判斷。最后,對于包含多電源點的非故障停電區(qū),為防止各電源點恢復范圍發(fā)生交叉需在分支點處對恢復過程控制,因此需通過信息返回確認使各分支點明確其下游可用來供電恢復的電源點情況。

搜索停止后需進行信息的返回確認過程如下。

1)信息返回確認從停止搜索的各節(jié)點即停電區(qū)域內各葉子節(jié)點開始,向父節(jié)點依次傳遞有無可用來進行供電恢復的電源點信息。

2)中間節(jié)點接收所有子節(jié)點信息并進行判斷,然后將后代有無電源點信息向父節(jié)點發(fā)送,依次類推。另外,信息返回至分支點時,需在分支點處對各分支是否具備供電恢復條件進行標記。

3)確認信息返回根節(jié)點后,由根節(jié)點進行區(qū)域類型判斷,若后代無電源點說明此區(qū)域不具備恢復條件,不再繼續(xù)進行供電恢復操作,否則進行第二步,確定實際可恢復供電的范圍。

圖1以藍色箭頭表示了信息返回過程,實線箭頭表示“存在電源點”信息,虛線表示“不存在電源點”信息。返回信息至根節(jié)點STU1判斷得知其后代存在可恢復電源點,可進行確定實際供電范圍的搜索。

2.2 實際可恢復供電區(qū)域的判斷方法

由根節(jié)點將“開始供電恢復搜索”指令發(fā)送至各可恢復供電的電源點,從各電源點開始依次向上游搜索判斷實際的供電恢復區(qū)域,流程如下。

1)各電源對應的節(jié)點接收到來自根節(jié)點的供電恢復開始指令后,以此為起始點,將供電恢復指令和網絡等值參數向上級父節(jié)點發(fā)送。

2)上級父節(jié)點收到信息后,基于本地電氣量信息和來自子節(jié)點的網絡等值參數進行約束條件驗證,約束條件滿足則重新生成等值參數并繼續(xù)向上級父節(jié)點發(fā)送相關信息,約束條件不滿足則停止供電恢復。

3)出現(xiàn)約束條件不滿足的情況停止搜索,此時即確定了實際可恢復供電范圍,若一直搜索到根節(jié)點約束條件依舊滿足,則說明整個停電區(qū)均可恢復供電。

當非故障停電區(qū)有多個可恢復供電電源點時,需在分支點處對搜索過程進行控制。當某電源點向上搜索至一分支點時,首先根據標記信息判斷另一分支是否具備電源點。如果存在電源點,則等待另一電源點信息。若收到另一電源點的搜索指令,則按約束條件判斷這兩個電源點是否均可恢復本地負荷。當只有一個電源點滿足恢復約束條件時,則由滿足條件的電源點恢復此分支點。若兩個電源點均滿足條件,為了避免形成環(huán)網供電,選擇剩余容量大的電源點恢復此分支點。確定分支點的恢復電源后,另一電源點的搜索過程就此停止。若收到另一電源點恢復停止的信息或另外分支不具備電源點時,則由該電源點恢復分支點。

分支點恢復電源確定后,若下游分支有未確定恢復電源的節(jié)點,則按深度優(yōu)先原則優(yōu)先搜索下游各節(jié)點進行供電恢復。若在搜索過程中出現(xiàn)不滿足約束條件的情況,則停止搜索,并將此電源點“恢復停止”消息以“接力轉發(fā)”的方式依次向父節(jié)點轉發(fā),直到分支點或根節(jié)點?！盎謴屯Ｖ埂毕⒌竭_分支點后,若另一分支不具備電源點,或另一分支電源點的恢復也停止,則將“恢復停止”消息繼續(xù)向上游節(jié)點轉發(fā)直至下一個分支點或根節(jié)點。

以圖2為例說明上述搜索判斷過程。圖中實線箭頭表示搜索過程,虛線箭頭表示信息返回確認。STU1為根節(jié)點,STU5、STU10、STU12為電源點,不同顏色的箭頭代表了不同的電源起始點?；謴瓦^程如圖中標號所示。

圖2 實際可恢復停電區(qū)搜索過程Fig.2 Search process of the actual restoration area

此步搜索到DG節(jié)點時,本文將其看作負的負荷,不會對供電恢復過程帶來額外影響。

2.3 分布式電源孤島搜索

配電網發(fā)生故障后,故障隔離區(qū)域內的分布式電源將會斷開并網開關與主網脫離。由于部分DG具有一定的供電容量,因此在完成主網的供電恢復后,還需要對可獨立孤島運行、在供電恢復范圍以外的DG進行供電恢復控制,形成能夠穩(wěn)定運行的孤島,以充分發(fā)揮DG對局部負荷連續(xù)供電的支撐能力。

由停電區(qū)根節(jié)點發(fā)送“DG孤島搜索”指令至各具備孤島運行能力的DG,對應DG處的STU收到指令后,以自身為起始點,采用與第2節(jié)分布式供電恢復第二步搜索原則相似的方式進行搜索。當約束條件不滿足時則停止搜索,形成由DG供電的孤島。若具備同期并網的能力,則在滿足并網條件時并網;否則保持孤島運行狀態(tài),直到具備并網條件。

3 目標函數約束條件的分布式表達及求解

3.1 分布式供電恢復目標函數和約束條件的表達

本文以恢復盡可能多的非故障停電區(qū)負荷供電為目標。網絡拓撲搜索策略能夠確保各電源點的恢復范圍不會發(fā)生重疊,從而保證了網絡的輻射狀供電結構。功率、電壓等電氣量約束計算量較大[16-17],在分布式系統(tǒng)中,受限于智能配電終端的計算能力及信息獲取能力,本文的思路是通過網絡等值簡化描述約束條件的方程進行求解,具體過程如下。

圖3 網絡等值計算過程Fig.3 Calculation process of equivalent network

(1)

將式(1)化為代數形式可得:

(2)

(3)

對式(3)兩式求平方和可得:

(4)

(5)

Si≤min(CSj,Sid)

(6)

式中:Si為節(jié)點i處功率;CSj為恢復節(jié)點i時聯(lián)絡開關的可用容量;Sid為待恢復節(jié)點i與聯(lián)絡開關之間所有支路功率余量的最小值。

3.2 網絡等值簡化方法

從聯(lián)絡開關看進去戴維南等值電勢即為聯(lián)絡開關處于斷開狀態(tài)時開關處的電壓,戴維南等值阻抗可通過故障前一個潮流斷面數據計算得到。假設供電恢復開始之前戴維南參數和聯(lián)絡開關可用容量Cw已經計算好并存儲在聯(lián)絡開關處智能終端內。

(7)

則節(jié)點i處電壓為:

(8)

(9)

綜合式(8)、式(9)可知當前網絡戴維南等值阻抗為:

ZSj=ZS+Zj

(10)

節(jié)點j確定恢復后聯(lián)絡開關的可用容量CS應減去節(jié)點j處負荷Sj及阻抗的損耗ΔSj,此時聯(lián)絡開關的可用容量變?yōu)?

CSj=CS-Sj-ΔSj

(11)

阻抗上的損耗可用下式近似計算:

(12)

式中:rj代表節(jié)點j處支路的電阻值。

節(jié)點i與節(jié)點j之間支路的功率容量最大值為Simax,存儲在節(jié)點i中,節(jié)點j確定恢復后,節(jié)點j與聯(lián)絡開關之間所有支路功率余量的最小值為Sjc,存儲在節(jié)點j中,當恢復節(jié)點i時,子節(jié)點j向其發(fā)送Sjc,在節(jié)點i處求出待恢復節(jié)點i與聯(lián)絡開關之間所有支路功率余量的最小值Sid:

Sid=min(Simax,Sjc)

(13)

其中,Sjc在節(jié)點j處由下式計算得到:

Sjc=Sjd-Sj-ΔSj

(14)

式(9)至式(11)和式(13)即為當前網絡戴維南等值電壓、等值阻抗、聯(lián)絡開關可用容量和支路功率余量最小值的計算公式。

綜上可知,各節(jié)點只需關注其子節(jié)點發(fā)送的網絡等值信息以及本地電氣量信息,并利用這些信息進行搜索和約束條件驗證,不需考慮網絡的整體拓撲以及其他節(jié)點的信息。

3.3 分支時約束條件的修正

在確定實際可恢復供電范圍的搜索過程中,下游分支搜索結束后,返回確認信息到達分支點后再向上游節(jié)點搜索時,需重新計算當前網絡戴維南等值參數并對約束條件進行修正,以下面的例子說明遇到分支時的處理過程,如圖4所示。

圖4 遇到分支時處理過程Fig.4 Search process when a branch occurs

(15)

根據上面網絡簡化等值方法,戴維南等值阻抗ZS2取STU3處等值負荷電流流過通路上阻抗和:

ZS2=ZS1+Z2

(16)

為防止向上游節(jié)點STU3、STU4搜索時STU5、STU6處電壓越限,故應添加一項約束條件。因STU6處于STU5下游,故STU6電壓一般低于STU5處電壓,因此只需保證STU6處電壓不越下限即可。

向上游節(jié)點搜索過程中,STU6處電壓雖一直降低,但STU6處與STU2處電壓差基本保持不變,兩者電壓差為:

(17)

(18)

搜索STU3時,其電壓應滿足以下兩個條件:

(19)

式(19)中第一個約束條件保證恢復過程中節(jié)點STU3處電壓不越限,第二個約束條件保證STU2下游分支節(jié)點STU6處的電壓不越限。同理,在搜索之后任意節(jié)點i時,其電壓約束條件可通過前一個搜索節(jié)點j的約束條件得到,如式(20)所示。

(20)

在搜索上游節(jié)點STU3之前,STU2還需重新計算聯(lián)絡開關可用容量CS2′及支路功率余量的最小值S2c′。由于末端節(jié)點STU6的返回信息中包含分支恢復后聯(lián)絡開關可用容量CS6,因此返回信息到達分支點STU2后,聯(lián)絡開關的可用容量CS2′和支路功率余量的最小值S2c′應重新計算為:

CS2′=CS6

(21)

S2c′=S2c-(CS2-CS6)

(22)

通過前文分析可知,將分支點下游節(jié)點的電壓約束轉化為分支點上游節(jié)點的電壓約束的關鍵步驟為計算出分支點與其下游節(jié)點的最大電壓差。因此,若分支點下游存在多個分支,則按深度優(yōu)先原則每恢復一分支,分支點便收到該分支末端節(jié)點的返回確認信息,根據此信息按照前文方法計算出此分支點當前等值電壓和其與此分支末端節(jié)點的電壓差,令較大的電壓差取代當前電壓差,據此得到分支點與下游節(jié)點的最大電壓差。若在分支點下游的支路仍出現(xiàn)分支,則下游的分支點按上述方法求出其與下游節(jié)點的最大電壓差,之后連同此分支點更新后的信息一起向上游節(jié)點返回,返回至上游一分支點時,同理計算出上游分支點的當前等值電壓和兩個分支點的電壓差,在此基礎上與下游分支點返回的最大電壓差相加便得到上游分支點與其下游節(jié)點的最大電壓差,以此類推,按照前文方法對未恢復的上游節(jié)點進行電壓約束驗證。對于容量和支路功率約束的修正,分支點每收到一次返回確認信息,便根據前文方法進行一次更新。

3.4 DG孤島搜索

DG孤島搜索的目標函數和約束條件與主網供電恢復基本一致,與之不同的是孤島搜索不需考慮網絡的輻射狀供電約束,主要考慮孤島內的功率約束,以最大限度發(fā)揮DG對供電可靠性的支撐作用。

以DG并網開關處STU為起始點,將供電恢復指令和可用容量向上級父節(jié)點發(fā)送,上級父節(jié)點收到信息后,基于本地負荷進行功率約束條件驗證,約束條件滿足則繼續(xù)向上級父節(jié)點發(fā)送相關信息,約束條件不滿足則停止供電恢復。當兩DG搜索路徑重合時,將兩電源剩余容量相加繼續(xù)搜索,最終可得到兩個或多個電源的組合孤島。

4 算例仿真

本文算例采用美國PG&E 69節(jié)點的配電系統(tǒng)[18],如圖5所示。該系統(tǒng)的支路阻抗、節(jié)點負荷等具體網絡參數參考文獻[18],各DG的具體參數參見附錄A表A2。圖中黑色實心點代表支路負荷,開關等值為支路,實線和虛線分別表示開關閉合和斷開。分段開關編號與支路末節(jié)點編號相同,聯(lián)絡開關編號為69～73,各DG處并網開關的編號如圖所示,由于STU安裝在各開關處,其編號與對應開關編號相同。

假設節(jié)點6和節(jié)點27處發(fā)生故障,開關6,7,27和28斷開,形成的非故障停電區(qū)如圖中藍色和紅色區(qū)域所示,設該區(qū)域內各DG均斷開與主網的連接,聯(lián)絡開關69和71的可用容量為 800 kVA,聯(lián)絡開關73的可用容量為2 050 kVA,線路最大傳輸容量為3 680 kVA。取基準電壓為12.66 kV,基準功率為12.66 MVA。

圖5 接入DG后PG&E 69節(jié)點配網系統(tǒng)Fig.5 PG&E 69 bus system accessing DG

4.1 非故障停電區(qū)的搜索

從STU7和STU28處同時開始搜索,以STU7為例,基于2.1節(jié)的搜索規(guī)則,首先會搜索到STU8和STU39,二者不滿足搜索停止條件,各自將搜索指令向下游相鄰子節(jié)點轉發(fā),直至搜索到的節(jié)點對應的開關為末端分支開關、聯(lián)絡開關或DG并網開關,最終形成藍色的非故障停電區(qū)域搜索結果。搜索停止后分別從停止搜索點開始信息返回過程,STU69、 STU71和STU73為帶電聯(lián)絡開關,該區(qū)域存在供電恢復電源,故可進行第2步搜索。

同理,以STU28為起始點的搜索結果為紅色的非故障停電區(qū)域,此區(qū)域無可恢復電源點,故不需進行第2步搜索,直接進行孤島搜索。完整的搜索過程及得到的非故障停電區(qū)如附錄A圖A2所示。

4.2 實際供電范圍的確定

根節(jié)點STU7發(fā)送供電恢復指令至STU69、STU71、STU73,3個終端同時開始供電恢復判斷。從聯(lián)絡開關看進去的戴維南等值電勢即為聯(lián)絡開關處于斷開狀態(tài)時開關處的電壓,戴維南等值阻抗可通過潮流斷面數據計算得到。由潮流計算方法得到的從STU69、STU71和STU73看進去的戴維南等值參數如表1所示。

表1 聯(lián)絡開關處的等值參數Table 1 Equivalent parameters of contact switches

STU26確認恢復供電后,返回至分支點STU24,據式(15)、式(21)、式(17)對STU24處的等值電壓、可用容量、約束條件進行修正,結果如表2所示。之后搜索處理DG分支節(jié)點STU75,經計算知滿足約束條件,再次返回并修正STU24的參數如表2所示。采用相同的方法處理分支點STU14。

表2 STU24的等值參數Table 2 Equivalent parameters of STU24

STU71依次恢復上游節(jié)點直至STU10, STU69和STU71兩電源點均可恢復此節(jié)點,因為此時STU71可用容量為125.3 kVA,而STU 69可用容量為621.6 kVA,故由STU69恢復STU10。STU69依次恢復至STU8,因其為分支點且另一分支存在可恢復點,故進入等待狀態(tài)。

同理,STU73恢復至STU42時,功率約束不滿足,此電源搜索過程停止,返回信息至分支點STU8,由STU69恢復STU8,接著依次搜索此停電區(qū)剩余節(jié)點,所有節(jié)點均滿足約束條件,故此停電區(qū)負荷均可恢復。三個電源點完整的搜索過程及得到的實際供電范圍如附錄A圖A3所示。整個過程的計算結果如附錄A表A3所示。

4.3 分布式孤島搜索及最終方案

紅色待恢復供電區(qū)域不包含可用的聯(lián)絡開關,只有DG,因此進入孤島運行模式。DG3為燃料電池,具備孤島運行能力,由根節(jié)點STU28發(fā)送“DG孤島搜索”指令至DG3處的STU76,STU76采用與第2節(jié)分布式供電恢復第二步搜索原則相似的方式進行搜索?；謴椭凉?jié)點28時,可用容量為1.6 kVA,不滿足功率約束,故節(jié)點29至34處的負荷與DG3以孤島方式運行。最后形成的供電恢復方案如附錄A圖A4所示,斷開分段開關43,11和29,閉合聯(lián)絡開關69,71和73及非故障停電區(qū)的DG并網開關。

為了驗證本文提出的分布式供電恢復方法的有效性,采用文獻[18]的集中式和聲優(yōu)化算法得到的供電恢復結果為:斷開分段開關14,46和29,閉合聯(lián)絡開關69,70和73,同時閉合恢復區(qū)內的各DG 的并網開關,具體參考附錄A圖A5。

在各電源點具備足夠容量的情況下,二者都能完成對非故障停電區(qū)域的供電恢復,開關操作次數也相同,表明分布式供電恢復方法具有良好的性能。此外,和聲優(yōu)化算法經過100次迭代運算得到最終的結果,仿真計算耗時1.453 1 s,且網絡越復雜,迭代次數越多,計算時間越長,有可能出現(xiàn)結果不收斂的情況。本文提出的分布式方法對上述多故障情況可并行處理,將計算任務分布到停電區(qū)內的各智能終端,無需獲取、管理大規(guī)模網絡拓撲信息,無需進行主從式大規(guī)模電氣量和開關量信息的傳輸,僅進行本地計算,計算量小且計算方法簡單,每個STU平均仿真計算時長為0.013 6 s,具有較好的計算快速性,考慮到STU可以并行計算,隨著網絡規(guī)模的擴大,分布式供電恢復方法適應性好、靈活性高、計算速度快的優(yōu)點將會更加明顯。

5 結語

本文提出的分布式供電恢復方法具有以下特點。

1)將整個網絡的拓撲、電氣量等信息分散存儲在各STU,無需集中式的管理主機,適合配電網點多面廣的結構,具有較好的適應性和靈活性。

2)通過相鄰終端間對等式的“點對點”通信方式代替集中式方法中“點對多點”的通信方式進行分布式網絡拓撲搜索,減少了通信壓力,同時規(guī)避了主站與終端間大范圍多次的信息交互帶來的通信可靠性和延遲等問題。

3)分布式供電恢復方法將計算功能分配至各STU完成,不需進行集中式的潮流計算,約束條件的求解以電網逐步戴維南等值為基礎,計算量小,速度快,不會出現(xiàn)結果不收斂的情況。

4)各STU均具備獨立引導供電恢復的能力,對于故障導致多個停電區(qū)的情況可并行處理,提高了供電恢復速度。

本文在處理包含DG的供電恢復過程中,對DG控制策略做了一定的簡化處理,在下一步的研究工作中需要充分考慮DG控制策略差異性對供電恢復過程的影響,尤其需要考慮DG具備一定無功輸出能力時對電壓約束條件的影響。

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