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      基于圖論和OBDD的含分布式電源配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法

      2018-09-19 03:29:06丁曉群葉晨暉張小龍
      電工電能新技術(shù) 2018年9期
      關(guān)鍵詞:孤島支路約束

      繆 輝, 丁曉群, 葉晨暉, 張小龍

      (1. 河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院, 江蘇 南京 210098; 2. 國網(wǎng)江蘇省電力公司南京供電公司, 江蘇 南京 210019)

      1 引言

      含分布式電源(Distributed Generation, DG)的復(fù)雜配電網(wǎng)故障快速恢復(fù)是實現(xiàn)智能配電網(wǎng)自愈控制的重要技術(shù)手段[1,2]。其目標是在系統(tǒng)安全運行約束和允許的操作條件下,通過網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)盡可能多地使非故障停電區(qū)恢復(fù)供電,同時還要使得恢復(fù)后系統(tǒng)的負荷損失、開關(guān)操作次數(shù)以及系統(tǒng)網(wǎng)損盡可能小。因此,它是一個多目標、多約束的非線性優(yōu)化問題,其解為一組開關(guān)動作序列[3]。

      目前,含DG的配電網(wǎng)故障恢復(fù)問題的求解方法主要有數(shù)學(xué)優(yōu)化算法[4-6]、啟發(fā)式算法[7,8]以及人工智能優(yōu)化算法[9-12]。數(shù)學(xué)優(yōu)化算法的基本原理是將配電網(wǎng)故障恢復(fù)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型,再通過一定的算法進行求解。文獻[4]采用基于最小生成樹和動態(tài)規(guī)劃算法的分布式電源孤島劃分方法;文獻[5]將分支定界理論應(yīng)用于含分布式電源的配電網(wǎng)孤島劃分。雖然數(shù)學(xué)優(yōu)化算法能穩(wěn)定獲得全局最優(yōu)解,但其存在嚴重“維數(shù)災(zāi)”帶來的計算時間長問題,很難應(yīng)用于復(fù)雜的大規(guī)模電力系統(tǒng),因此難以滿足故障恢復(fù)快速性的要求。啟發(fā)式算法是指根據(jù)調(diào)度員的實際經(jīng)驗建立啟發(fā)式規(guī)則來指導(dǎo)搜索的優(yōu)化算法,其快速性得到業(yè)界的廣泛認可。文獻[7]提出了基于區(qū)間潮流分析的聯(lián)絡(luò)開關(guān)最優(yōu)割點計算方法,通過簡單的啟發(fā)式規(guī)則進行最優(yōu)切割以快速形成故障恢復(fù)方案。但啟發(fā)式算法不夠穩(wěn)定,算法的最終效果很大程度上取決于具體的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。人工智能優(yōu)化算法近年來廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中。文獻[9]將二進制粒子群優(yōu)化算法應(yīng)用于配電網(wǎng)故障恢復(fù);文獻[10]建立了多目標的含DG配電網(wǎng)故障恢復(fù)模型,并利用NSGA-Ⅱ算法對其進行了求解;文獻[12]將多智能體方法與遺傳算法結(jié)合,解決含DG的配電網(wǎng)大面積斷電供電恢復(fù)問題。雖然理論上人工智能優(yōu)化算法能求得全局最優(yōu)解,但是一般參數(shù)難以確定,且計算量較大、計算效率不高,有時也會陷入局部最優(yōu)解。

      根據(jù)分析可知,三種方法各有優(yōu)缺點。為了滿足配電網(wǎng)故障恢復(fù)實用、快速的要求,本文首先提出了基于圖論的含分布式電源孤島劃分方法。該方法先根據(jù)深度優(yōu)先搜索算法(Depth First Search,DFS)確定DG的最大供電范圍,再通過引入虛擬源點,綜合考慮DG發(fā)電成本、網(wǎng)損及負荷優(yōu)先級,并根據(jù)改進的Bellman-Ford算法確定孤島范圍;其次將DG孤島外故障恢復(fù)問題轉(zhuǎn)化為約束滿足的布爾型決策問題的三步法:①根據(jù)節(jié)點類型將節(jié)點按位編碼分區(qū)枚舉生成初始解空間;②定義電源約束、負荷損失約束和輻射狀約束的布爾函數(shù)[14],合成為有序二元決策圖模型減少解空間中解的數(shù)量;③對解空間中的解逐一進行校驗、尋優(yōu)切負荷及排序,穩(wěn)定獲得系統(tǒng)故障恢復(fù)的全局最優(yōu)解,快速可靠地恢復(fù)非故障失電區(qū)的供電。

      2 配電網(wǎng)供電恢復(fù)的目標函數(shù)與約束條件

      根據(jù)第1節(jié)對配電網(wǎng)故障恢復(fù)問題的描述可知,負荷損失量、開關(guān)操作次數(shù)和經(jīng)濟性三個方面是配電網(wǎng)故障恢復(fù)的目標函數(shù)需考慮的問題,其表達式如下。

      (1)盡可能減少停電負荷

      (1)

      式中,ΩL為參與故障恢復(fù)的節(jié)點集合;λi為節(jié)點i負荷的重要程度;PLi為節(jié)點i的有功負荷;εi為節(jié)點i的負荷狀態(tài),0表示切除狀態(tài),1表示正常工作狀態(tài)。本文負荷等級按照負荷的重要性由高至低分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級,其相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)為1、0.5、0.1。

      (2)盡可能減少開關(guān)操作次數(shù)

      (2)

      式中,S、L、C分別代表系統(tǒng)中的分段開關(guān)集合、聯(lián)絡(luò)開關(guān)集合以及可控負荷開關(guān)集合;xi、yj、zk分別代表上述開關(guān)的工作狀態(tài),0表示斷開,1表示閉合。

      (3)盡可能減小經(jīng)濟成本

      (3)

      式中,F(xiàn)3為系統(tǒng)運行總費用;PGi和PTij分別為各DG發(fā)出的有功功率和線路傳輸有功功率;G和T分別為各DG和線路的集合;αi和βij分別為第i個DG的發(fā)電成本和線路i-j的傳輸成本,本文βij用線路i-j單位潮流的有功損耗替代用以考慮系統(tǒng)網(wǎng)損。

      本文給目標函數(shù)設(shè)定優(yōu)先順序比較,以停電負荷最小為主要目標函數(shù),以開關(guān)操作次數(shù)最小為次要目標函數(shù),以經(jīng)濟成本最小為再次要目標函數(shù)。

      故障恢復(fù)的約束條件如下。

      (1)節(jié)點電壓約束

      Ui,min≤Ui≤Ui,max

      (4)

      式中,Ui,min、Ui、Ui,max分別為節(jié)點i的電壓下限、電壓幅值和電壓上限。

      (2)輻射狀運行約束

      t∈Γ

      (5)

      式中,t為故障恢復(fù)后系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu);Γ為系統(tǒng)輻射狀拓撲結(jié)構(gòu)集合。

      (3)支路潮流約束

      |S(i,j)|≤S(i,j),max

      (6)

      式中,S(i,j)和S(i,j),max分別為支路i-j的潮流以及潮流上限。

      3 DG孤島故障恢復(fù)策略

      含DG配電網(wǎng)故障下的孤島運行能極大地提高系統(tǒng)的供電可靠性,充分發(fā)揮DG的優(yōu)勢,并且能保證重要負荷的供電[14]。在孤島劃分時,主要考慮以下原則[15]:①在孤島內(nèi)的負荷總量和總損耗之和小于DG總發(fā)電容量的條件下,孤島包含盡可能多的負荷;②在孤島劃分時,應(yīng)保證重要負荷優(yōu)先供電。

      3.1 孤島劃分的數(shù)學(xué)模型

      根據(jù)上述孤島劃分的原則,可建立目標函數(shù):

      (7)

      式中,n為孤島個數(shù);Hi為第i個孤島內(nèi)的負荷集合;λj和Pj分別為Hi內(nèi)第j個負荷的權(quán)值和有功功率。

      孤島的形成還需滿足一定的約束條件,除式(4)~式(6)所表示的約束條件外,還需滿足:

      (1)孤島容量約束:孤島內(nèi)DG的總發(fā)電容量應(yīng)大于孤島內(nèi)總負荷和網(wǎng)絡(luò)損耗之和。

      (2)連通性約束:孤島至少含有一個DG,并且DG和孤島負荷節(jié)點之間保持連通性。

      3.2 DG動態(tài)孤島劃分方法

      圖1 含多DG的配電系統(tǒng)連通區(qū)域Fig.1 Multi-DG distribution system connectivity area

      (1)故障發(fā)生后,首先快速定位故障并隔離故障,然后確定非故障失電區(qū)、故障支路下游DG以及其容量,再根據(jù)DFS算法確定DG在非故障失電區(qū)中各無分支供電路徑上的最大供電范圍[16],以縮小搜索空間,提高算法效率。假設(shè)圖1中所有節(jié)點都處于非故障失電區(qū),表1為各DG無分支供電路徑上的最大供電范圍,負荷節(jié)點11在DG2的無分支路徑編號3上,若負荷節(jié)點11在此路徑上,則不滿足孤島容量約束,因此節(jié)點11可去掉以縮小搜索空間。

      (2)將步驟(1)中含多DG的最大供電范圍連通區(qū)域圖轉(zhuǎn)換為適用于改進Bellman-Ford算法的圖論模型,如圖2所示。其中S為虛擬源點,其直接與DG節(jié)點相連,用以將多電源網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為單電源網(wǎng)絡(luò);cij為支路i-j的權(quán)值,rij為支路i-j的剩余容量,其值為該支路的有功功率容量上限減去流過該支路的有功功率,且rij=rji。初始狀態(tài)下與源點相連支路的權(quán)值和剩余容量分別為各DG發(fā)電成本和有功功率上限,通過這樣設(shè)置可以將DG發(fā)電成本和容量等考慮進來。

      圖2 含多DG配電系統(tǒng)的圖論模型Fig.2 Graph model with multi-DG distribution system

      (3)采用BFS算法將節(jié)點分層,第一層節(jié)點為與源點直接相連的負荷節(jié)點,第二層節(jié)點為與第一層節(jié)點直接相連的負荷節(jié)點,以此類推。并采用Bellman-ford算法求取第一層節(jié)點的距離標號φi和節(jié)點可用容量ηi,其中φi為源點S到節(jié)點i最短路徑的權(quán)值之和,ηi為源點S到節(jié)點i最短路徑的可用容量的最小值。再對第一層節(jié)點先按照負荷等級由小到大排序,同一負荷等級的節(jié)點按照距離標號由小到大排序。

      (4)根據(jù)步驟(3)中節(jié)點排序順序依次取出節(jié)點i,首先校驗是否滿足節(jié)點可用容量ηi大于節(jié)點負荷PLi,若滿足,再在滿足約束條件的前提下,將節(jié)點i存入孤島負荷節(jié)點集合,并更新支路剩余容量,然后轉(zhuǎn)至步驟(3);若不滿足,則取出下一節(jié)點i+1繼續(xù)校驗。按照上述方法,即可得出最佳孤島劃分方案。

      在此還需作幾點說明:

      (1)在孤島負荷集合節(jié)點中的負荷節(jié)點不參與網(wǎng)絡(luò)分層。例如負荷節(jié)點1、2在孤島負荷集合節(jié)點中,則步驟(3)中節(jié)點3、4、5為第一層負荷節(jié)點。

      (2)在圖2的圖論模型中,負荷節(jié)點之間的支路是雙向的,但實際電網(wǎng)中支路潮流是單相的,因此,在確定一條路徑后,應(yīng)使該路徑上支路的反向支路剩余容量置0。例如,節(jié)點3的最短路徑為S-2-3,則應(yīng)使r32=0。

      (3)步驟(4)中是否滿足約束條件的檢驗方法:首先判斷孤島內(nèi)DG總?cè)萘渴欠翊笥诠聧u內(nèi)總負荷,接著判斷是否滿足輻射狀約束,最后對劃分孤島進行潮流計算,檢驗其是否滿足支路潮流約束和節(jié)點電壓約束。

      本例最終得到兩個孤島,其孤島劃分方案為:DG1、節(jié)點1、節(jié)點4和DG2、節(jié)點2、節(jié)點3。

      4 DG孤島外故障恢復(fù)策略

      根據(jù)配電網(wǎng)以及配電網(wǎng)故障恢復(fù)的特點,可將DG孤島外故障待恢復(fù)區(qū)域開關(guān)的通斷狀態(tài)用一個布爾變量進行表示,因此可將DG孤島外故障恢復(fù)問題轉(zhuǎn)化為約束滿足的布爾型決策問題,并建立DG孤島外故障恢復(fù)的有序二元決策圖模型。

      4.1 OBDD建模

      4.1.1 圖論模型

      用含有n個節(jié)點的簡單無向圖G=(V,E)來表示配電網(wǎng),其中圖G的節(jié)點集合用V={ν1,ν2,…,νn}表示,連接節(jié)點邊的集合用E表示。

      定義1:G的鄰接矩陣A=[ai-j]n×n為n階方陣,若νi和νj之間有閉合開關(guān),則ai-j=aj-i=1,否則為0。

      定義2:G的可達矩陣P=[ρi-j]n×n為n階方陣,若存在從節(jié)點νi到節(jié)點νj的路徑,則ρi-j=1,否則為0。

      其中ai-j和ρi-j均為布爾決策變量,為提高算法效率,本文可達矩陣采用Warshall算法[17]計算。

      4.1.2 布爾函數(shù)約束模型

      (1)電源約束C1

      ρi-j=0i,j∈ΩPS

      (8)

      式中,ΩPS為系統(tǒng)電源節(jié)點集合。該布爾函數(shù)表示系統(tǒng)電源之間不存在聯(lián)系,也就是每個負荷至多僅由一個電源供電。

      (2)負荷損失約束C2

      (9)

      式中,ΩLi為在故障定位及隔離后,閉合所有聯(lián)絡(luò)開關(guān)的情況下,與網(wǎng)供電源節(jié)點i所連通的所有負荷節(jié)點集合;?為邏輯與運算。該布爾函數(shù)的含義為使能恢復(fù)供電的負荷節(jié)點恢復(fù)供電。

      (3)輻射狀約束C3

      (10)

      式中,Ωck為環(huán)路集Ωc的第k個環(huán)路;i-j為第k個環(huán)路上的支路。該布爾函數(shù)的含義為供電區(qū)域保持輻射狀。本文采用基環(huán)變換方法[18]形成環(huán)路集Ωc。

      綜上所述,故障恢復(fù)應(yīng)滿足的布爾函數(shù)約束條件為,?Ωi∈Ω(Ωi為解空間Ω的第i個恢復(fù)策略),使得:

      CSRC=C1?C2?C3==1

      (11)

      4.2 故障恢復(fù)步驟

      將DG孤島外故障恢復(fù)問題轉(zhuǎn)化為約束滿足的布爾型決策問題,用以求解DG孤島外故障恢復(fù)的最優(yōu)方案,具體步驟如下:

      (1)對失電區(qū)剩余網(wǎng)絡(luò)負荷節(jié)點的數(shù)量和大小、一級聯(lián)絡(luò)開關(guān)[19]和分段開關(guān)的數(shù)量進行統(tǒng)計,并計算一級聯(lián)絡(luò)開關(guān)的轉(zhuǎn)供容量(聯(lián)絡(luò)開關(guān)的轉(zhuǎn)供容量等于支路i-j的容量裕度,其中支路i-j為從聯(lián)絡(luò)開關(guān)回溯到電源節(jié)點容量裕度最小的支路);對失電區(qū)剩余網(wǎng)絡(luò)對外進行等效形成有序二元決策圖的鄰接矩陣A和可達矩陣P,并且基于基環(huán)變換方法獲得環(huán)路集[18]。

      (2)判斷失電區(qū)剩余網(wǎng)絡(luò)總負荷是否小于一級聯(lián)絡(luò)開關(guān)的轉(zhuǎn)供容量之和,若不小于,則搜索失電區(qū)域的二級聯(lián)絡(luò)開關(guān)[19]。

      (3)將失電區(qū)剩余網(wǎng)絡(luò)負荷節(jié)點按位編碼分為聯(lián)絡(luò)開關(guān)節(jié)點、末尾節(jié)點和分支節(jié)點,并將其兩兩組合對支路進行分區(qū),其中包含末尾節(jié)點的分區(qū)不進行枚舉組合,其余分區(qū)均任選一個本區(qū)中支路上的分段開關(guān),再與聯(lián)絡(luò)開關(guān)進行枚舉組合形成初始解空間。連通區(qū)域圖如圖3所示。節(jié)點1、8、11為末尾節(jié)點,節(jié)點3為分支節(jié)點,節(jié)點5、9為聯(lián)絡(luò)開關(guān)節(jié)點;支路1、2為A區(qū),支路3、4為B區(qū),支路5、6、7為C區(qū),支路8為D區(qū),支路9、10為E區(qū),其中B、D區(qū)不包含末尾節(jié)點,因此從B、D區(qū)各任取一個分段開關(guān),其余分段開關(guān)的開關(guān)保持不變,與聯(lián)絡(luò)開關(guān)11、12進行枚舉組合生成初試解空間。

      圖3 失電區(qū)剩余網(wǎng)絡(luò)連通區(qū)域圖Fig.3 Residual network connectivity area of power loss area

      (4)根據(jù)式(11)的約束條件大幅收縮解空間,并對解空間中的解逐個計算其潮流,判斷節(jié)點電壓和支路潮流是否越限,若越限,則進行尋優(yōu)切負荷[20],最后根據(jù)各故障恢復(fù)方案的目標函數(shù)大小進行排序,以此確定DG孤島外故障恢復(fù)的最優(yōu)方案。

      5 算例分析

      本文采用IEEE33節(jié)點配電系統(tǒng)和某地區(qū)10kV實際配電系統(tǒng)為例進行算例分析。

      5.1 算例一

      IEEE33節(jié)點配電系統(tǒng)如圖4所示,DG的接入位置及容量等數(shù)據(jù)如表2所示。設(shè)節(jié)點i負荷按可控性分為可中斷負荷和不可中斷負荷,其中可中斷負荷比例為60%;按負荷的重要性分為一、二、三級負荷,其相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)為1、0.5、0.1,負荷等級及其特性數(shù)據(jù)如表3所示。節(jié)點負荷、支路阻抗等其他數(shù)據(jù)見文獻[20]。

      圖4 接入DG的IEEE33節(jié)點系統(tǒng)圖Fig.4 IEEE33 node system diagram of accessing DG

      DG編號DG接入節(jié)點有功功率/kW功率因數(shù)發(fā)電成本/(元/kW)144000.80.92123200.90.632410000.850.84315000.80.5

      表3 負荷等級及其特性Tab.3 Load levels and its characteristics

      采用Matlab R2010a編寫故障恢復(fù)模型及求解算法,以下算例仿真均在CPU為AMD A8-4555M、內(nèi)存為4GB的PC機上進行。本文所提故障恢復(fù)模型假設(shè)配電網(wǎng)可實現(xiàn)實時監(jiān)控、開關(guān)遠程控制、DG完全可控、用戶參與互動等。

      為驗證本算法的有效性,本文模擬一個單重故障和一個雙重故障進行故障恢復(fù)計算:①故障一:節(jié)點3附近發(fā)生永久性故障,分段開關(guān)2-3、3-4隔離故障;②故障二:節(jié)點9和18附近發(fā)生永久性故障,分段開關(guān)8-9、9-10和17-18、18-19隔離故障。

      (1)DG孤島劃分

      采用本文動態(tài)DG孤島劃分算法得到的孤島劃分結(jié)果如表4所示(算法Ⅰ)。

      不考慮負荷等級、DG發(fā)電成本和線路傳輸成本,以負荷總量最大為目標的孤島劃分結(jié)果如表5所示(算法Ⅱ)。

      表4 DG孤島劃分結(jié)果Tab.4 Results of DG island partition

      表5 以負荷總量最大為目標的DG孤島劃分結(jié)果Tab.5 Results of DG islanding with maximum load

      由表4可見,采用算法Ⅰ所得DG孤島的負載恢復(fù)量均在DG容量范圍內(nèi),說明本文的DG動態(tài)孤島劃分算法是可行的。比較表4和表5可知,算法Ⅰ的負載恢復(fù)量小于算法Ⅱ,但是算法Ⅰ的恢復(fù)負載總權(quán)值大于算法Ⅱ并且運行成本小于算法Ⅱ,說明算法Ⅰ能夠保證重要負荷的供電,得到一個兼顧負荷等級和經(jīng)濟成本的全局最優(yōu)解。

      (2)整體故障恢復(fù)方案

      故障一和故障二采用本文所述故障恢復(fù)算法所得故障恢復(fù)方案分別如表6和表7所示。

      表6 故障一恢復(fù)方案Tab.6 Service restoration schemes of fault one

      表7 故障二恢復(fù)方案Tab.7 Service restoration schemes of fault two

      為驗證本文所提故障恢復(fù)算法的有效性,以文獻[14]中的傳統(tǒng)有序二元決策圖(Order Binary Decision Diagram,OBDD)算法和文獻[21]中的NSGA-Ⅱ算法作為比較,其中傳統(tǒng)OBDD算法采用本文所述的孤島劃分方法,NSGA-Ⅱ算法的參數(shù)設(shè)置如下:種群大小pop=40,迭代次數(shù)gen=30,交叉概率cr=0.9,變異概率mut=1/n,n為編碼個數(shù),模擬二進制交叉參數(shù)mu=20,多項式變異參數(shù)mum=20。傳統(tǒng)OBDD算法與本文所提故障恢復(fù)算法所得結(jié)果一致;故障一和故障二采用NSGA-Ⅱ經(jīng)30代變異、雜交、排序,最終求得位于Pareto前沿的故障恢復(fù)方案分別為L1和L2、L3。

      為驗證本文故障恢復(fù)算法的效率,給出故障一和故障二分別采用三種方法所需的時間,結(jié)果如表8所示。為減小計算誤差,表8中總時間為計算5次取平均值。

      表8 故障恢復(fù)時間Tab.8 Time consuming of service restoration

      故障一和故障二參與決策的開關(guān)數(shù)分別為11和8,傳統(tǒng)OBDD算法的初試解空間個數(shù)分別為211(2048)和28(256),經(jīng)約束條件將解空間個數(shù)收縮至97和24;本文故障恢復(fù)算法經(jīng)節(jié)點類型按位編碼分區(qū)后所得初試解空間個數(shù)分別為16和48,再經(jīng)約束條件將解空間個數(shù)收縮至1和5。由此可見本文故障恢復(fù)算法計算效率遠遠大于傳統(tǒng)OBDD算法。而NSGA-Ⅱ算法需要的時間分別為2476ms和1981ms,這是因為NSGA-Ⅱ算法的交叉和變異操作會產(chǎn)生無效解或重復(fù)解,計算這些解的適應(yīng)度函數(shù)以及進行Pareto排序需要花費大量的時間。

      5.2 算例二

      某地區(qū)10kV配電網(wǎng)如圖5所示。其中饋線A首端變壓器額定容量為20MV·A,包含67個節(jié)點,3個聯(lián)絡(luò)開關(guān),總有功負荷6434.3kW,總無功負荷1252.86kVar,并將負荷節(jié)點分為工業(yè)、商業(yè)和居民,其相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)為0.45、0.35和0.2,節(jié)點53為某公司建有的2.1MW光伏發(fā)電并網(wǎng)項目,發(fā)電成本0.6元/kW,該饋線的分布式電源滲透率為30.9%。

      圖5 某地區(qū)10kV配電網(wǎng)絡(luò)拓撲圖Fig.5 Regional 10kV distribution network topology

      本文采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行光伏發(fā)電出力預(yù)測[22],神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行473次迭代訓(xùn)練精度達到0.01,平均相對誤差為4.493%,訓(xùn)練時間為8.157s,光伏出力預(yù)測結(jié)果如圖6所示。

      圖6 光伏出力預(yù)測結(jié)果Fig.6 Forecasting result of photovoltaic output

      假設(shè)早上8∶00在饋線A支路0-1發(fā)生故障,故障持續(xù)時間為4h,斷開分段開關(guān)0-1進行故障隔離,采用本文所提算法得到8∶00~12∶00間的故障恢復(fù)方案,結(jié)果如表9所示。表9中的恢復(fù)方案均滿足故障恢復(fù)的約束條件,且平均故障恢復(fù)時間為1.4703s,可見本文所提故障恢復(fù)算法是有效的。

      表9 故障恢復(fù)方案Tab.9 Service restoration schemes

      6 結(jié)論

      本文提出了一種簡單、快速、實用的含分布式電源配電網(wǎng)的故障恢復(fù)算法,研究表明:

      (1)本文提出的含多DG的配電網(wǎng)孤島劃分方法可綜合考慮DG發(fā)電成本、網(wǎng)損及負荷優(yōu)先級,能保證孤島內(nèi)重要負荷的供電及功率平衡,有效提高孤島的供電質(zhì)量和供電可靠性。

      (2)本文提出的DG孤島外故障恢復(fù)方法通過將非故障失電區(qū)負荷節(jié)點根據(jù)節(jié)點類型按位編碼進行分區(qū),枚舉生成初始解空間,再根據(jù)OBDD模型的約束條件進一步收縮解空間,最后對收縮后解空間的解進行校驗,尋優(yōu)切負荷及排序以獲得全局最優(yōu)解。該方法大幅縮短了故障恢復(fù)時間。

      (3)本文提出的含分布式電源配電網(wǎng)故障恢復(fù)方法綜合考慮負荷損失量、開關(guān)操作次數(shù)以及經(jīng)濟性三個方面,可處理單重故障和多重故障。

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