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基于预想事故集的配电网自愈控制研究

姚玉海  
【摘要】:我国拥有世界上最庞大的电网,发电量和用电量均为世界第一。然而相比于发达国家和地区,我国的供电可靠性却并不在世界前列。据相关统计,我国大约80%以上的用户停电事故是由配电网的故障引发的。随着智能电网建设的推进,自愈性作为智能电网的重要特征,在提高电网供电可靠性上具有重要作用。目前,配电网自愈控制技术还处于发展阶段,当前的研究成果主要集中于自愈控制的概念、功能、架构或某个技术领域,对如何将自愈控制所涵盖的各项技术进行有机融合来实现自愈功能还缺乏足够的研究和探讨。因此,对配电网自愈控制进行系统性的研究具有重要意义。论文的主要内容和成果有:(1)本文从负荷的角度出发,提出了一种配电网负荷停电风险在线评估方法。首先对在线停电风险评估的概念进行了阐述和定义。在此基础上,采用改进的k最短路径算法求得不含环路的所有负荷供电路径,再进行安全校验进一步得出负荷的可行供电路径用以计算负荷停电概率和停电风险值。该方法可以准确反映负荷的停电风险,并且具有较高的计算效率可以满足在线运行的需求。(2)本文从设备的角度出发,提出了一种配电网在线安全分析方法。首先提出了制定和排序预想事故集的方法,为配电网在线安全分析奠定了基础。然后针对配电网的特点,提出了相适应的评价准则和指标。最后采用基于偏好知识的多目标优化算法对预想事故集进行安全扫描。该方法可以有效反映出电网中的薄弱环节,并且能为可能的故障提供预案。(3)本文提出了一种计及供电能力不足的配电网故障快速恢复方法。针对传统智能算法不能有效处理系统转供能力不足的问题,提出了一种基于重复潮流法的切负荷策略。为了提高算法的收敛性能,采用等级偏好优序法对方案进行评价。该方法可以解决负荷无法完全恢复的问题,并且能以较高计算效率得到全局最优解。(4)本文提出了一种基于最短路径的配电网孤岛划分方法。首先,采用Dijkstra算法得出DG到重要负荷的最短路径,在满足孤岛划分约束条件的情况下,将含有重要负荷的路径划分入孤岛。然后,根据所得孤岛的邻接关系和负荷节点优先级,在孤岛安全稳定运行的前提下,逐步将更多的负荷划入孤岛。该方法能够充分发挥DG的供电能力,并且具有较好的搜索能力,可以在最大程度上保证重要负荷的供电,而且能够有效计及联络开关的作用。(5)在以上工作的基础上,提出了一种基于预想事故集的配电网自愈控制方法。该方法在电网正常运行时能够充分利用系统资源进行事故预警并制定恢复预案,在故障情况下能够对故障进行快速恢复,极端情况下充分利用了DG的供电能力来提高供电可靠性。


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