基于负荷曲线和多代理技术的含微电网配电网动态供电恢复

摘要

可靠持续地供电是电力系统运行的基本要求之一,但量大面广的配电网在实际运行中难以避免故障发生。故障发生后,应准确定位故障,快速隔离故障,及时供电恢复。其中,供电恢复的主要目标是指在不违背操作约束和安全约束的条件下,通过网络重构技术将非故障停电区的负荷尽可能多地转移到正常馈线。有效的供电恢复能减少因故障造成的停电区域和缩短用户的停电时间,减少用户的停电损失和增加供电公司的售电量。因此,研究有效的配电网供电恢复方法,对提高配电网供电运行的安全性和可靠性具有十分重要的意义。在研究当前国内外配电网供电恢复模型和方法的基础上,本文主要从以下几个方面开展研究工作:
　　①从负荷模型的角度看,本文针对现有负荷模型在制定配电网供电恢复方案时所存在的不足,提出了一种基于负荷曲线的配电网动态供电恢复方法。该方法在制定恢复方案时,基于负荷曲线按小时考虑负荷大小的变化,以失负荷量最少为目标,支路电流,节点电压以及辐射状运行为安全约束为条件,优选配电网故障修复期间各小时的网架结构形成候选网架集合,进而得到故障修复期间能随负荷变化而改变,同时使开关动作次数最少的动态供电恢复方案。该方法具有时间空间动态特性,能充分利用负荷曲线,进一步有效减少因故障造成的停电区域、缩短用户停电时间、减小用户停电损失和增加电力公司售电量。
　　②结合配电网发展趋势,探讨了配电网动态供电恢复方法在含微电网配电网中的应用,针对故障发生后备用馈线含微电网的情况,提出了一种考虑开关动作次数的含微电网配电网动态供电恢复方法。该方法在时间层面上按小时进行分割,在结合考虑负荷变化特性的同时,为故障修复期间各小时建立兼顾开关动作次数和失负荷量的多目标多约束数学模型,通过求解故障修复期间各小时对应的数学模型,得到各小时的网架结构,进而形成候选网架集合,再根据失负荷量和开关动作次数的重要程度量化关系,得到排序后的多个动态供电恢复方案,以便工作人员根据实际情况进行选择。同时,该方法通过调整微电网内可调度分布式电源出力使其满发,增大备用馈线的余量,从而扩大供电恢复面积,缩短用户停电时间。
　　③未来的智能配电网将电力网和通信网紧密相连,在电力传输的同时具有信息交互的能力。本文针对现有配电自动化集中控制在供电恢复问题中的不足,建立了一种分布式分层结构的多代理系统,该多代理系统由馈线代理、开关代理、微电网代理以及分布式电源代理组成,通过代理间的相互通信及时更新用于供电恢复的网络数据,确保了制定的供电恢复方案安全最优;同时,通过代理间的相互合作共同制定并实现了动态供电恢复过程。本文建立的多代理系统可以充分利用通信网络和配电网的分布式特性减少人工参与,智能化实施安全可靠的最优动态供电恢复方案,提高了配电自动化智能水平。
　　④采用70节点的网络作为算例验证了上述方法的可行性和有效性。其中①和②在Matlab编程环境实现,③在JADE平台上采用Java-Matlab混合编程方法实现。