考虑时间尺度的含DG配电网故障动态恢复策略研究

摘要

随着分布式电源在配电网中的渗透率越来越高，将分布式电源用于供电恢复的电源的方案越来越可行。基于此，本文提出了考虑分布式电源出力随时间变化特性的动态恢复模型来解决含分布式电源的配电网故障恢复问题，修正以往的研究中将DG在整个恢复时段内的出力考虑为一个恒定值的问题。基于实际情况中不同类型DG的实时输出功率随时间变化，考虑将时间尺度拉长，进行多时段的动态故障恢复。选取故障恢复时段内带权重负荷损失最小为主要目标函数，开关操作次数最少作为次要目标函数。本文算法首先利用改进二进制粒子群算法求得辐射状网络结构排除大量不可行解，然后利用本文提出的基于最优故障恢复路径策略进行切负荷操作。最后枚举组合对最小开关次数进行求解，得出最优的开关操作方案。算例结果证明，进行配电网故障恢复时考虑主网和DG的动态配合，能够获得负荷损失较小并且实际可行的供电恢复方案。
　　在以上模型的基础上，本文考虑到了负荷随时间的变化情况，基于超短期负荷预测使恢复模型使用的数据更加精确，弥补了之前模型中一直用各负荷节点负荷最大值进行计算的不足。在恢复策略的选取上，考虑到储能的出力全局调控，选取每个恢复时段的多个优秀恢复方案，并对每个恢复方案对应的储能剩余电量情况均对下一时段做故障恢复方案，由此得出最优解。
　　基于本文所述的理论及方法，依托工程项目的背景，开发完成了基于GIS配电网灾害防御决策支持系统。系统以GIS界面为基础，加载了负荷、线路、应急电源等多项模块，系统可以实现灾害预警、拓扑控制决策、负荷风险评估等功能。系统基于Flex技术与J2EE应用框架实现，在构建WebGIS地理信息的基础上进行可视化。开放式应用框架采用通用的Web架构，客户端开发采用Flex技术，与信息集成平台数据交换采用基于IEC61970/61968标准的WebService接口。本系统已成功应用于现场，为调度人员提供决策支持。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 故障恢复研究综述

1．2．1 含DG故障恢复研究现状

1．2．2 动态故障恢复研究现状

1．3 本文的主要工作

第2章 考虑DG特性的分时段故障恢复策略

2．1 分布式电源特性简述

2．2 分布式电源系统模型

2．2．1 分布式发电系统运行方式

2．2．2 分布式电源系统数学模型

2．3 考虑时间尺度的配电网故障动态恢复模型

2．4 含DG配电网故障分时段恢复优化算法

2．4．1 二进制粒子群算法基本理论

2．4．2 改进二进制粒子群算法求解辐射状网络结构

2．4．3 基于最优故障恢复路径的切负荷策略

2．4．4 算法流程

2．5 算例验证

2．5．1 算例参数

2．5．2 算例结果

2．5．3 算例分析

2．6 本章小结

第3章 考虑储能出力调控的故障动态恢复策略

3．1 超短期负荷预测模型

3．2 储能出力调控策略

3．3 算例验证

3．3．1 算例参数

3．3．2 算例结果

3．3．3 算例分析

3．4 本章小结

第4章 基于GIS的配电网灾害防御决策支持系统设计及实现

4．1 系统架构

4．1．1 系统总体架构

4．1．2 数据架构

4．1．3 应用架构

4．1．4 技术架构

4．1．5 应用部署

4．2 系统开发和运行环境

4．3 数据库结构设计

4．4 配电网灾害防御系统可视化界面实现

4．4．2 灾害数据信息列表

4．5 智能配电网网络态势的可视化界面设计

4．5．1 配电网馈线地理沿布图可视化界面的设计

4．5．2 线路单线图及当前电气量的展示

4．6 智能配电网自支撑态势的可视化界面设计

4．6．1 应急电源功能设计

4．6．2 重要负荷超短期负荷预测

4．7 智能配电网负荷停运概率及恢复方案的可视化界面设计

4．7．1 查询配电网重要负荷停运概率

4．7．2 查询配电网重要负荷故障恢复结果

4．8 本章小结

第五章 总结和展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢