含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法
【专利摘要】本发明公开了一种含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，按照决策属性的重要程度逐层逐次的细化配网的运行区间，使得配电网的各个运行区间具有相互不重叠且相并全覆盖工况的特性。本发明按决策属性的重要程度对含分布式电源与微电网的配电网进行运行区间判定，方便快速对电网状态进行划分。
【专利说明】含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及配电网运行区间判定领域，具体而言，涉及一种含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法。
【背景技术】
[0002]随着智能电网研究的深入，分布式电源接入配电网后，配电网逐步从被动型配电网过渡成为主动型配电网，配电网自动化技术也相应地发展到了自愈控制阶段。针对配电网的不同运行区间，自愈控制具有不同的控制目标。对智能配电网运行区间进行科学合理划分是实现配电网自愈的基本条件。
[0003]由于自愈型配电网与传统电网实现功能和运行方式的不同，在区间判定依据以及各种运行区间范围之间的控制措施等方面存在着很大的差异，并不能按照原有的电网运行区间判定方法进行划分。同时，主动型配电网在运行方面的研究刚刚起步，并没有一套完整的配电网运行区间判定方案，十分不利于对配电网自愈控制技术研究的展开。因此，提出一种适应于含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定的新方法是必要的。
【发明内容】
[0004]鉴于以上原因，本发明结合了配电网自愈控制的特点，提供一种含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法。
[0005]本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，按照决策属性的重要程度逐层逐次的细化配网的运行区间，使得配电网的各个运行区间具有相互不重叠且相并全覆盖工况的特性。
[0006]所述决策属性的重要程度以配电网外部稳定性、配电网内部稳定性、配电网可靠性、配电网完整性及配电网经济性的顺序排列。
[0007]所述配电网外部稳定性决策属性，配电网运行分区以是否与主网联网运行而分为小型孤立电网运行区间和主网联网运行区间两类。
[0008]所述配电网内部稳定性决策属性，配电网运行分区以配电网孤立运行下是否维持稳定而分为正常运行区间和解列运行区间两类。
[0009]所述配电网可靠性决策属性，配电网运行分区通过故障、电气越限以及电气预警三个可靠性指标逐层划分。
[0010]所述故障指标，配电网运行分区以是否存在故障而分为有故障运行区间、无故障运行区间和有风险运行区间。通过故障的定位和隔离，非故障区的转供后，配网转换到无故障状态，根据非故障区负荷能否全部转供，故障运行区间可分为严重故障运行区间和普通故障运行区间。
[0011]所述电气越限指标，配电网运行分区以公式(2)作为判定条件而分为越限运行区间、无越限运行区间。
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[0013]所述预警指标，配电网运行分区以公式(3)作为判定条件而分为越限运行区间、无越限运行区间。
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[0015]所述配电网完整性决策属性，配电网运行分区以在故障恢复后，电网是否以原有的拓扑结构运行而分为拓扑完整运行区间和拓扑不完整运行区间。
[0016]所述配电网经济性决策属性，配电网运行分区以是否满足公式(I)的判定而分为经济运行区间与非经济运行区间。
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[0018]根据上述本发明，其有益的技术效果是:本发明一种基于决策树的含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，按照决策属性的重要程度逐层逐次的细化配网的运行区间，配电网的各个运行区间具有相互不重叠且相并全覆盖工况的特性，方便快速对电网状态进行划分。本发明以配电网外部稳定性、配电网内部稳定性、配电网可靠性、配电网完整性及配电网经济性的顺序对配电网进行运行区间划分，最终将含分布式电源与微电网的配电网按不同工况分为21个运行区间。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明含分布式电源与微电网的配电网运行区间划分决策树图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图1对本发明的含分布式电源与微电网的配电网区间判定方法进行说明。
[0021]本发明一种含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，按决策属性的重要程度对含分布式电源与微电网的配电网进行运行区间判定，方便快速对电网状态进行划分。
[0022]外部稳定性作为第一级决策属性，可将配电网运行分为与主网联网运行区间和小型孤立电网运行区间两大类。其中，小型孤立电网状态是指在外部主网发生故障或电能质量不满足负荷要求时，与主网解列而形成的孤立运行模式。其次，着重考虑与主网解列后电网运行的稳定性，将内部稳定性作为第二级决策属性，又可将小型孤立电网运行区间分为正常运行区间和解列运行区间。其中，解列运行区间(状态11)是指小型孤立电网中出现严重故障不能维持稳定而出现的再次解列。
[0023]通过稳定性划分后，配电网的运行区间又可以可靠性作为第三级策略属性进行继续划分。从影响程度和时间序列角度来讲，可靠性指标可分为故障、电气越限以及电气预警三个部分。通过这三个指标的层层递进，配电网的运行区间得以细分。
[0024]I)可靠性故障指标
[0025]可靠性故障指标可将配电网运行区间划分为无故障、有故障及有风险三类情况。其中，有故障运行区间是指配电网发生短路故障、单相接地故障及断线故障等一系列危害配网正常运行的情况。在故障发生后，通过故障的定位和隔离，非故障区的转供后，配网转换到无故障状态，根据非故障区负荷能否全部转供，故障运行区间可分为严重故障运行区间(状态7，状态18)和普通故障运行区间(状态6，状态17)。但由于配电网工况比较复杂，在无故障和有故障情况外，可能会出现监测设备异常(如三相不平衡、谐波增加等)但故障定位不明确的现象，这表明系统有发生故障的风险，即配电网处于有风险的运行区间。
[0026]2)可靠性越限指标
[0027]在配电网的无故障运行区间内，系统无故障发生但却有电气越限的风险，因此以可靠性越限指标为参考可将无故障运行区间继续细分为无越限运行区间和越限运行区间(状态1、
[0028]10,21)两类。公式(I)给出了配电网无越限运行区间的判定，对于不满足公式(I)的运行区间则划分至越限运行区间。
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[0029]
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[0030]其中，S为设备、线路的实际容量；Smax为设备、线路的容量上限；THDh为电压总谐波畸变率；THDHmax为电压总谐波畸变率上限^HD1为电流总谐波畸变率；THDImax为电流总谐波畸变率上限。
[0031]3)可靠性预警指标
[0032]在配电网的无越限运行区间内，引入可靠性预警指标将有越限风险的运行区间与无越限风险的运行区间区分开，形成有预警配电网运行区间(状态2，、9、13、20)与无预警配电网运行区间，具体的预警判定区间定义如公式(2)所示，其中k1:k5为预警系数，取值范围均为O:1之间。
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[0034]在进行前三级决策属性判定后，针对完全满足稳定性及可靠性的运行区间以保证配网框架的完整性作为第四级属性策略继续细化区间，分为拓扑完整运行区间与拓扑不完整运行区间(状态3、14)。其中，拓扑完整运行区间是指在故障恢复的过程中，被切掉的负荷重新恢复，电网仍以原有的拓扑结构运行的状态。若故障中切除的支路无法恢复，电网不能以原有的拓扑结构运行，则称之为拓扑不完整运行区间。
[0035]最后，在满足稳定性、可靠性及完整性的基础上，考虑配电网运行区间的经济特性，提出以经济性为第五级策略属性，将系统运行区间分为经济运行区间(状态5、16)与非经济运行区间(状态4、15)。其中，经济运行的判定如公式(3)所示。
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V.Uk
[0037]其中，W为该工况下配电网的经济损耗；kw为经济调节系数，一般取值大于I ;化为系统的支路总数；Pk、Qk和Uk分别为某一时刻第k条支路的电阻、有功、无功和首段电压Ki为第i个开关的操作费用；ns为有操作的开关。
【权利要求】
1.一种含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，按照决策属性的重要程度逐层逐次的细化配网的运行区间，使得配电网的各个运行区间具有相互不重叠且相并全覆盖工况的特性。
2.根据权利要求1所述的含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，所述决策属性的重要程度以配电网外部稳定性、配电网内部稳定性、配电网可靠性、配电网完整性及配电网经济性的顺序排列。
3.根据权利要求2所述的含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，所述配电网外部稳定性决策属性，配电网运行分区以是否与主网联网运行而分为小型孤立电网运行区间和主网联网运行区间两类。
4.根据权利要求2所述的含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，所述配电网内部稳定性决策属性，配电网运行分区以配电网孤立运行下是否维持稳定而分为正常运行区间和解列运行区间两类。
5.根据权利要求2所述的含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，所述配电网可靠性决策属性，配电网运行分区通过故障、电气越限以及电气预警三个可靠性指标逐层划分。
6.根据权利要求2所述的含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，所述配电网完整性决策属性，配电网运行分区以在故障恢复后，电网是否以原有的拓扑结构运行而分为拓扑完整运行区间和拓扑不完整运行区间。
7.根据权利要求2所述的含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，所述配电网经济性决策属性，配电网运行分区以是否满足公式(I)的判定而分为经济运行区间与非经济运行区间。
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8.根据权利要求5所述的含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，所述故障指标，配电网运行分区以是否存在故障而分为有故障运行区间、无故障运行区间和有风险运行区间。
9.根据权利要求5所述的含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，所述电气越限指标，配电网运行分区以公式(2)作为判定条件而分为越限运行区间、无越限运行区间。
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10.根据权利要求5所述的含分布式电源与微电网的配电网运行区间判定方法，其特征在于，所述预警指标，配电网运行分区以公式(3)作为判定条件而分为越限运行区间、无越限运行区间。V e [Zcl ■ 0,9pM,, 0.9p.u.] u [k2 ■ \ΛρΜ.,1 I厂"JS < L.5n、
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【文档编号】H02J3/00GK104283217SQ201410608220
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】魏文潇, 许爱东, 郭晓斌, 董旭柱, 雷金勇, 于力, 吴争荣, 王建邦, 田兵, 黄伟, 黄小耘 申请人:广东电网有限责任公司佛山供电局, 南方电网科学研究院有限责任公司, 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心