主動(dòng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)的方法和措施研究

吳敏 尹忠東

（華北電力大學(xué) 北京市 102200）

伴隨當(dāng)前我國電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的發(fā)展，主動(dòng)配電網(wǎng)故障對人們的生產(chǎn)生活影響也愈來愈大。就目前的電力網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性而言，已經(jīng)無法充分滿足人們的生產(chǎn)生活需求，電網(wǎng)電壓的合格率以及供電可靠性要求也隨之不斷提高。為了能夠有效保障電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，有效避免電網(wǎng)故障后造成的一系列影響與危害。而當(dāng)前主動(dòng)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，電網(wǎng)故障難以避免，若是配電網(wǎng)出現(xiàn)故障，僅僅只是依靠電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行線路規(guī)劃，改善對應(yīng)的電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的有效安裝，往往難以滿足當(dāng)前電力系統(tǒng)的發(fā)展需求。主動(dòng)配電網(wǎng)故障具有一定的不確定因素，本文從配電網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)的模型優(yōu)化出發(fā)，對電網(wǎng)故障進(jìn)行分類分析，探討能夠有效解決電網(wǎng)故障的方法，同時(shí)利用配電網(wǎng)故障的恢復(fù)算法進(jìn)行恢復(fù)重構(gòu)，從而有效提高主動(dòng)配電網(wǎng)的故障恢復(fù)效率。

1 ADN故障恢復(fù)重構(gòu)的優(yōu)化模型

1.1 目標(biāo)函數(shù)

1.1.1 恢復(fù)失電負(fù)荷數(shù)最多

對于配電網(wǎng)的故障恢復(fù)問題，其最為主要的目的就是能夠盡可能地恢復(fù)最多的負(fù)荷，并且保證這些負(fù)荷能夠完全恢復(fù)供電的前提下，進(jìn)一步考慮到主動(dòng)配電網(wǎng)的故障恢復(fù)成本。而對于主動(dòng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)的優(yōu)化模型，大部分都是恢復(fù)失電負(fù)荷數(shù)最多情況下的恢復(fù)重構(gòu)模型，其旨在甩負(fù)荷成本，在當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)的占比中也相對較大。與此同時(shí)，在恢復(fù)失電負(fù)荷數(shù)最多的情況下，進(jìn)行甩負(fù)荷成本的計(jì)量，同時(shí)考慮到負(fù)荷的權(quán)重等級，以此保證當(dāng)前的重要負(fù)荷能夠持續(xù)供電。

1.1.2 開關(guān)操作數(shù)最少

除了對恢復(fù)失電負(fù)荷數(shù)最多情況下的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行考慮，針對開關(guān)操作成本，即開關(guān)操作數(shù)最少得情況也具有一定的目標(biāo)函數(shù)。在當(dāng)前的目標(biāo)函數(shù)占比中，開關(guān)操作成本以及對應(yīng)的分布式電源和變電站的出力成本相對較低，在一定保證供電的前提下，保證其系統(tǒng)的操作經(jīng)濟(jì)性，并且能夠進(jìn)行較為合理的調(diào)配。目標(biāo)函數(shù)主要是將當(dāng)前主動(dòng)配電網(wǎng)的電網(wǎng)故障時(shí)間段分成多個(gè)離散的時(shí)間段。在每個(gè)故障的時(shí)間段都對應(yīng)具有各自時(shí)間段的故障恢復(fù)方法，從而能夠有效進(jìn)行時(shí)間段總成本的累加，令當(dāng)前的故障恢復(fù)策略能夠達(dá)到時(shí)間段的最優(yōu)性。

1.1.3 有功網(wǎng)損最少

而對于其他的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)用，其主動(dòng)配電網(wǎng)的故障恢復(fù)重構(gòu)優(yōu)化模型旨在盡可能大地優(yōu)化其電網(wǎng)故障的恢復(fù)重構(gòu)，即在優(yōu)化過程中也應(yīng)盡可能地減少重構(gòu)后的線路損耗。網(wǎng)絡(luò)線路的損耗是影響主動(dòng)配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的直接因素，為了有效提高主動(dòng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)在一定程度和要求上充分降低網(wǎng)絡(luò)的有功損耗。

1.2 約束條件

對于主動(dòng)配電網(wǎng)的故障恢復(fù)重構(gòu)優(yōu)化模型，除了對目標(biāo)函數(shù)具有一定的要求外，還需要具有一定的約束條件。而當(dāng)前主動(dòng)配電網(wǎng)的故障恢復(fù)重構(gòu)約束條件包括了元件約束、檢修策略約束、潮流約束以及輻射狀與連通性約束。其中，元件約束主要包括了符合約束和儲(chǔ)能約束，符合約束指的是當(dāng)前的主動(dòng)配電網(wǎng)符合存在可控負(fù)荷和不可控符合，而對于可控負(fù)荷，對應(yīng)的甩負(fù)荷量為可控量，主動(dòng)配電網(wǎng)在遇到一系列突發(fā)故障時(shí)能夠根據(jù)與可控負(fù)荷用戶所簽署的相關(guān)協(xié)議進(jìn)行甩負(fù)荷量的約束。而儲(chǔ)能約束則是分為對應(yīng)的SOC 約束和最大充放電約束。

在面臨大面積的電網(wǎng)線路斷線故障時(shí)，應(yīng)對主動(dòng)配電網(wǎng)的各個(gè)線路故障進(jìn)行依次排序恢復(fù)，在對應(yīng)的故障時(shí)間段內(nèi)，應(yīng)找到相對較為優(yōu)化的檢修次序，進(jìn)而進(jìn)行故障的重構(gòu)優(yōu)化。優(yōu)化故障檢修策略的方法主要是將一系列約束增加到對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)上的開關(guān)狀態(tài)上，同時(shí)在故障存在時(shí)仍舊保證效率斷開。與此同時(shí)，+檢修策略約束能夠在同一個(gè)時(shí)間段中恢復(fù)多條故障線路。

潮流約束對于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活變換形式的主動(dòng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)策略的適用性更強(qiáng)，針對當(dāng)前線路壓降平衡方程，可以利用大M 法令其適用于各種拓?fù)涠嘧兊膹?fù)雜配電網(wǎng)。而輻射狀與連通性約束主要是針對各個(gè)時(shí)間段內(nèi)的故障恢復(fù)分割區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，需要充分得知對應(yīng)分割區(qū)域的數(shù)目，同時(shí)利用傳統(tǒng)的虛擬潮流進(jìn)行連通性約束，在學(xué)術(shù)條件保證一定線性的前提下，進(jìn)一步優(yōu)化分割區(qū)域數(shù)目。在輻射狀與連通性約束的主動(dòng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)過程中，可以通過配電網(wǎng)安全運(yùn)行調(diào)例，配合分布式電源作為對應(yīng)的黑啟動(dòng)電源，從而在保證每個(gè)分割區(qū)域連通性的情況下，進(jìn)一步保證對應(yīng)分割區(qū)域的虛擬潮流約束。

2 DG的分類及處理

2.1 DG的分類

當(dāng)前不同的DG 對應(yīng)有不同的運(yùn)行方式，對應(yīng)的運(yùn)用場合也大不相同。而根據(jù)DG 故障發(fā)生后其能否作為對應(yīng)系統(tǒng)的備用電源則可以分為BDG 和NBDG。當(dāng)前的BDG 可以作為一個(gè)備用電源，并且進(jìn)行合理運(yùn)行或者是進(jìn)行孤島運(yùn)行。而由于當(dāng)前的系統(tǒng)受到一定容量的限制，孤島運(yùn)行的時(shí)間相對而言較短，對應(yīng)的功率也在一定的額定范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)。對應(yīng)孤島運(yùn)行過程中，可以被看做是一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)，對應(yīng)的BDG 同時(shí)包括了聯(lián)合發(fā)電機(jī)組、微型燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃料電池、無緣逆變器以及他勵(lì)型發(fā)電機(jī)組。在對應(yīng)孤島運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的儲(chǔ)能設(shè)置功率在相關(guān)的額定范圍內(nèi)可調(diào)，以此可以進(jìn)行短時(shí)功率缺額的補(bǔ)充，同時(shí)也可以有效提高當(dāng)前控制單元其他分布式電源的電壓和頻率。其他電動(dòng)汽車也同時(shí)具備有一定大規(guī)模的儲(chǔ)能潛力，可以作為BDG 進(jìn)行使用。而NBDG.主要是包括了他勵(lì)型發(fā)電機(jī)組，其中未配備有儲(chǔ)能的風(fēng)力發(fā)電和對應(yīng)的光伏發(fā)電，NBDG 能夠進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行，但卻不能夠進(jìn)行孤島運(yùn)行。

2.2 不同類別DG的處理

根據(jù)當(dāng)前主動(dòng)配電網(wǎng)的不同故障分類，可以針對不同類別的DG 進(jìn)行不同處理。若是當(dāng)前電網(wǎng)的故障發(fā)生前，對應(yīng)的DG 全部并網(wǎng)運(yùn)行，并且在非故障停電的區(qū)域內(nèi)部存在有DG，那么針對當(dāng)前不同的DG 類型，可以以此建立不同的供電恢復(fù)重構(gòu)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。在電網(wǎng)故障發(fā)生后，DG并網(wǎng)運(yùn)行、孤島運(yùn)行以及斷開運(yùn)行等處理方式大不相同。當(dāng)DG 被作為FDG 時(shí)，若是DG 是BDG，則在DG 與相關(guān)電網(wǎng)存在一定通路時(shí)，著重考慮DG 并網(wǎng)運(yùn)行，若是在DG與相關(guān)電網(wǎng)不存在一定通路時(shí)，則考慮DG 孤島運(yùn)行。若是DG 是NBDG，那么在DG 與相關(guān)電網(wǎng)存在一定通路時(shí)，考慮到的應(yīng)是DG 并網(wǎng)運(yùn)行，而若是DG 與相關(guān)電網(wǎng)不存在通路時(shí)，則應(yīng)該直接跳開其他的出口斷路器，直接退出運(yùn)行。當(dāng)DG 被作為NFDG 時(shí)，DG 若是在非故障供電區(qū)域外面，則應(yīng)保持并網(wǎng)運(yùn)行。

3 配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法

3.1 染色體編碼

根據(jù)當(dāng)前主動(dòng)配電網(wǎng)的故障恢復(fù)重構(gòu)方法，遺傳算法是其中最為基礎(chǔ)的優(yōu)化算法，主要針對當(dāng)前自然界的遺傳機(jī)制以及對應(yīng)的生物進(jìn)化論形成，能夠有效解決大部分的綜合性問題，包括有編碼、初始種群產(chǎn)生、適應(yīng)度函數(shù)、基因選擇與交叉變異等多個(gè)環(huán)節(jié)，遺傳算法能夠有效突出問題的廣泛性和適應(yīng)性，在主動(dòng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)的問題解決中具有一定的重要作用。在遺傳算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行主動(dòng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)的問題求解，利用對開關(guān)的優(yōu)化來有效獲得對應(yīng)的最佳恢復(fù)區(qū)域。

針對當(dāng)前主動(dòng)配電網(wǎng)的故障恢復(fù)重構(gòu)方法，在遺傳算法的基礎(chǔ)上對電網(wǎng)故障部分的支路參數(shù)、節(jié)點(diǎn)參數(shù)、故障位置以及對應(yīng)的故障時(shí)間和持續(xù)時(shí)間等都進(jìn)行準(zhǔn)確讀取，并且有效利用遺傳算法的初始種群規(guī)模、交叉概率以及變異概率和遺傳代數(shù)等進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。同時(shí)在對應(yīng)的故障區(qū)域內(nèi)定義一個(gè)虛擬的節(jié)點(diǎn)，將其與之相連的節(jié)點(diǎn)都與主網(wǎng)進(jìn)行連接，以此有效進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡化來合理隱藏正常供電區(qū)域，從而只保留當(dāng)前的失電負(fù)荷，在對線路和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行化簡的過程中有效為染色體編碼做鋪墊。

針對主動(dòng)配電網(wǎng)的故障恢復(fù)重構(gòu)方法，在遺傳算法的基礎(chǔ)下，染色體編碼主要采用了一種改環(huán)網(wǎng)編碼方式，并且從環(huán)網(wǎng)開關(guān)的閉合斷開出發(fā)，每個(gè)對應(yīng)的環(huán)網(wǎng)只打開一個(gè)對應(yīng)的開關(guān)，從而有效保證輻射狀約束。但若是兩個(gè)對應(yīng)的環(huán)網(wǎng)同時(shí)斷開相關(guān)的公共支路時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一系列不可行解。為了能夠有效解決兩個(gè)環(huán)網(wǎng)將公共支路同時(shí)斷開的情況，可以按照對應(yīng)的環(huán)路編號，按照從小到大的順序進(jìn)行開關(guān)的斷開閉合，從而有效進(jìn)行染色體編碼。

3.2 適應(yīng)度函數(shù)

在遺傳算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行主動(dòng)配網(wǎng)的故障恢復(fù)重構(gòu)，要求對故障網(wǎng)路進(jìn)行染色體編碼的同時(shí)，還應(yīng)在相關(guān)線路基礎(chǔ)上利用初始種群進(jìn)行故障恢復(fù)區(qū)域的確定。在遺傳算法的對應(yīng)解釋中，種群主要是由各個(gè)染色體組成，而對應(yīng)的每個(gè)染色體都是一個(gè)待求問題的解，染色體的數(shù)目可以是種群的大小或者是種群的規(guī)模，因此，不斷產(chǎn)生的新的染色體能夠組成一個(gè)初始種群。而在當(dāng)前的主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)中，由于其對應(yīng)的配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線能夠轉(zhuǎn)供到其他可以令停電負(fù)荷與配電系統(tǒng)進(jìn)行重新連接，從而實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的供電，同時(shí)對應(yīng)的DG 供電具有一定的概率性，在對其轉(zhuǎn)供范圍進(jìn)行確認(rèn)的同時(shí)，應(yīng)對剩下的部分失電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行孤島劃分。當(dāng)前的轉(zhuǎn)供方法則是針對相關(guān)含聯(lián)絡(luò)線的配電網(wǎng)，將其中符合一定轉(zhuǎn)供條件的聯(lián)絡(luò)線當(dāng)做是模擬DG，并且將聯(lián)絡(luò)線對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)供功率看做是模擬DG 的最大出力，如若沒有安裝對應(yīng)的儲(chǔ)能裝置。則應(yīng)該求取各個(gè)時(shí)間段中最大轉(zhuǎn)供范圍所涉及到的最大功率半徑，其與聯(lián)絡(luò)線最大的轉(zhuǎn)供功率相等。進(jìn)而可以利用孤島劃分的方法計(jì)算對應(yīng)的轉(zhuǎn)供區(qū)域。在確定了轉(zhuǎn)供區(qū)域后再次進(jìn)行孤島操作，即可以得到當(dāng)前拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下主動(dòng)配網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)的區(qū)域范圍。

3.3 解碼

在遺傳算法的基礎(chǔ)上，針對主動(dòng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)的方法進(jìn)行分析研究，其適應(yīng)度主要決定了遺傳算法中的個(gè)體選擇、交叉與變異等。選擇也可以被稱為是復(fù)制，主要是根據(jù)相關(guān)適應(yīng)度函數(shù)值的大小，利用所有相關(guān)父代個(gè)體的樣本，在優(yōu)勝劣汰的規(guī)則中不斷進(jìn)行選擇復(fù)制產(chǎn)生子代個(gè)體的過程，選擇具有較強(qiáng)適應(yīng)性的個(gè)體，是為了有效保證優(yōu)良個(gè)體以及優(yōu)良基因的遺傳。通常情況下，適應(yīng)度較高的個(gè)體被選中的幾率也就相對更高，適應(yīng)度低的個(gè)體被選中的幾率也就相對較低。在遺傳算法中對應(yīng)的選擇方法包括輪盤賭選擇、精英個(gè)體選擇、期望值選擇以及排位次序法選擇。其中，輪盤賭代表的是賭場賭博方式的一種，其對應(yīng)的選擇主要是在染色體的群體中選擇適應(yīng)度較高的成員。

而在遺傳算法的對應(yīng)解決方法中，除了選擇復(fù)制，還有交叉變異。交叉是遺傳算法基礎(chǔ)下，相關(guān)個(gè)體直接進(jìn)行重組而后產(chǎn)生新個(gè)體的核心部分，主要是為了能夠有效將優(yōu)良的性能基因遺傳至下一代個(gè)體中的某一個(gè)，或者是與某一個(gè)位置中的相關(guān)遺傳基因進(jìn)行交換，以此大大提高優(yōu)良個(gè)體的產(chǎn)生幾率，在對應(yīng)的交叉操作過程中，形成新個(gè)體往往是隨機(jī)抽取的。在對應(yīng)的遺傳算法優(yōu)化過程中，交叉概率的影響較大，對應(yīng)交叉操作的概率設(shè)置越高，重組后個(gè)體的適應(yīng)度將受到越高的影響。而變異主要指的是當(dāng)前染色體上存在的部分位置上或者是某一個(gè)上的基因進(jìn)行了改變。交叉操作進(jìn)行若干次后較容易令對應(yīng)的種群形狀過于單一，而為了能夠有效保證當(dāng)前種群的多樣性，則應(yīng)該充分避免對應(yīng)的個(gè)體早熟現(xiàn)象，在遺傳算法中采用變異操作來有效提高算法的局部搜索能力。與此同時(shí)，在一系列遺傳算法的基礎(chǔ)運(yùn)算過程中，為了有效解決主動(dòng)配電網(wǎng)中存在的問題，在一系列相關(guān)的求解后需要進(jìn)行解碼。針對主動(dòng)配電網(wǎng)故障進(jìn)行恢復(fù)重構(gòu)方法的模型計(jì)算，編碼主要是將對應(yīng)的信息利用編碼形式進(jìn)行對應(yīng)相關(guān)狀態(tài)前的恢復(fù)，而染色體編碼則是經(jīng)過一定規(guī)定的迭代次數(shù)后，利用適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行較高適應(yīng)值的染色體選擇，并且將對應(yīng)的染色體解碼得到最優(yōu)的解決方案。

3.4 遺傳算法流程

在主動(dòng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)的算法建構(gòu)中，遺傳算法的應(yīng)用能夠針對不同的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行不同權(quán)值的設(shè)置，并且將不同的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?yīng)的單目標(biāo)進(jìn)行相關(guān)求解。大小不同的權(quán)重能夠改變當(dāng)前各個(gè)目標(biāo)的不同重要程度，對應(yīng)的權(quán)重值越大，其重要程度也就相對越高。在對應(yīng)的主動(dòng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)的算法建構(gòu)中，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)函數(shù)確定適應(yīng)度函數(shù)，從而利用分層序列與隸屬度函數(shù)的充分結(jié)合，構(gòu)建出權(quán)重系數(shù)完備的適應(yīng)度函數(shù)，并且針對其相關(guān)不可行解進(jìn)行處理。若是DG 為SDG 時(shí)，應(yīng)斷開DG 與電網(wǎng)的解。當(dāng)相關(guān)的DG 和電網(wǎng)之間存在一定的通路時(shí)，為了能夠有效提高解，進(jìn)一步減少對應(yīng)的迭代時(shí)間，則應(yīng)充分保證DG 的并網(wǎng)運(yùn)行。與此同時(shí)，對應(yīng)選擇DG 與相關(guān)電網(wǎng)之間的連通解，去掉其他DG 與電網(wǎng)之間斷開的解。而為了能夠有效保證當(dāng)前主動(dòng)配電網(wǎng)的輻射狀網(wǎng)絡(luò)，配電網(wǎng)利用其存在的相關(guān)自還解從對應(yīng)配電網(wǎng)的某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出發(fā)，相關(guān)的若干節(jié)點(diǎn)只經(jīng)過一次就能夠重新回到對應(yīng)出發(fā)點(diǎn)的自環(huán)的解。還存在另外一種不可行解，即不滿足不等式約束條件的解，即無法滿足當(dāng)前機(jī)組出力和對應(yīng)饋線轉(zhuǎn)供量等相關(guān)不等式約束條件的個(gè)體。

4 潮流計(jì)算中對分布式電源的處理

關(guān)于當(dāng)前主動(dòng)配電網(wǎng)的故障恢復(fù)重構(gòu)算法中的分布式電源處理主要可以通過潮流計(jì)算來取得相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)步驟，配電網(wǎng)的潮流計(jì)算主要基于電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)進(jìn)行，常用的潮流計(jì)算方法包括牛頓—拉夫遜法；P—Q 分解法以及前推回代法，而在此類算法中，前推回代法的計(jì)算效率較高、收斂性也較好，求解過程也相對較為簡單，所占據(jù)的內(nèi)存也較少，是當(dāng)前我國輻射狀配電網(wǎng)故障算法中大規(guī)模運(yùn)用的潮流計(jì)算。現(xiàn)以前推回代法進(jìn)行分布式電源的潮流計(jì)算處理，前推回代法主要是在已知的網(wǎng)絡(luò)首端電壓以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)電荷功率的前提下，利用饋線為對應(yīng)單位，進(jìn)行各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓都是額定電壓的基本假設(shè)，從而由末梢節(jié)點(diǎn)逐漸向首端進(jìn)行推導(dǎo)，分別從負(fù)荷功率、節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算對應(yīng)的線路功率損耗、輸送功率以及電流，不進(jìn)行節(jié)點(diǎn)電壓的計(jì)算，直到得到相關(guān)的首端功率，進(jìn)而確定回代過程。與此同時(shí)，根據(jù)首端的電壓以及上一級計(jì)算出的首端功率，可以依次進(jìn)行末端電壓的降落數(shù)值，以此得到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓，進(jìn)而確定前推過程。在此計(jì)算基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷地反復(fù)循環(huán)操作，以此得到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的偏差在對應(yīng)的精度要求范圍內(nèi)結(jié)束。

5 算例仿真

5.1 所有DG均為SDG

若是采用IEEE 標(biāo)準(zhǔn)算例中的33 節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)以及含有DG 的33 節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)為對應(yīng)的算例，在其對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)處分別加上DG 并網(wǎng)運(yùn)行、光伏發(fā)電、燃料電池、傳統(tǒng)定速異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)等相關(guān)設(shè)備。若是在對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，那么故障對應(yīng)點(diǎn)下游區(qū)域的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷也都將失去供電。因此在對應(yīng)的33 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中，DG1 和DG3 都是NBDG，若是當(dāng)它們與DG2 或者是DG4 并列運(yùn)行時(shí)可以作為BDG。而DG2和DG4 可以是在BDG，可以做孤島運(yùn)行。與此同時(shí)，對應(yīng)的DG1 和DG2 在對應(yīng)的非故障區(qū)域內(nèi)，當(dāng)現(xiàn)在DG1 與對應(yīng)系統(tǒng)存在相關(guān)通路，并且與DG2 并列運(yùn)行時(shí)。系統(tǒng)保持一定的連通狀態(tài)，而若是DG1 與電網(wǎng)之間不存在相關(guān)通路，或者是與DG2 不進(jìn)行并列運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該將DG1 斷開。而DG3 和DG4 在對應(yīng)的非故障區(qū)域外，能夠保持一定的并網(wǎng)狀態(tài)。在當(dāng)前的算例中，含有DG 的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中所有存在的DG 和相關(guān)電網(wǎng)都存在一定的通路，選擇全部DG 與對應(yīng)電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的算法重構(gòu)恢復(fù)方案，通過盡量恢復(fù)相關(guān)的失電負(fù)荷、優(yōu)先恢復(fù)重要負(fù)荷、網(wǎng)絡(luò)損耗低等作為目標(biāo)函數(shù)。在當(dāng)前的遺傳算法中，對相關(guān)的重構(gòu)支路進(jìn)行對應(yīng)編碼，在一定滿足約束條件下，利用遺傳算法進(jìn)行供電恢復(fù)。

5.2 NSDG中包含BDG

在NSDG 中包含BDG 的方案中，其主要采用33 節(jié)點(diǎn)以及含DG 的33 節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)為相關(guān)算例，33 節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要將配電網(wǎng)支路分為聯(lián)絡(luò)支路和分段支路。在初始狀態(tài)，分段支路應(yīng)該全部閉合，同時(shí)打開全部的聯(lián)絡(luò)支路，取當(dāng)前的電源網(wǎng)絡(luò)電壓基準(zhǔn)值、視在功率基準(zhǔn)等參數(shù)數(shù)值。由此同時(shí)，在各個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)處分別安裝有DG 并網(wǎng)運(yùn)行、光伏發(fā)電、燃料電池以及傳統(tǒng)定速異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)等相關(guān)設(shè)備。若是在對應(yīng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，其對應(yīng)的故障點(diǎn)下游區(qū)域的節(jié)點(diǎn)也將失去一定的供電，同時(shí)對應(yīng)的聯(lián)絡(luò)支路額定容量以及重要負(fù)荷具有一定的相關(guān)參數(shù)數(shù)值。本次33 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中的DG1 和DG3 是NBDG，但它們?nèi)羰桥cDG2 或者是DG4并列運(yùn)行時(shí)可以作為BDG。DG2 和DG4 對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)電源可以作為BDG，可以進(jìn)行孤島運(yùn)行。在遺傳算法的基礎(chǔ)上，應(yīng)對參與重構(gòu)的支路進(jìn)行編碼，在相關(guān)滿足約束條件下，可以采用并行式處理手段進(jìn)行供電恢復(fù)。DG1 和DG2 在對應(yīng)的非故障區(qū)域內(nèi)，同時(shí)DG1 和DG2 以及相關(guān)電網(wǎng)不存在一定通路，若是DG1 能夠滿足與DG2 并列運(yùn)行形成孤島時(shí)，考慮DG1 和DG2 并列運(yùn)行，若是DG1 不滿足當(dāng)前的要求而斷開，DG2 和周圍的負(fù)荷組成孤島運(yùn)行。而DG3 和DG4的相關(guān)節(jié)點(diǎn)都在非故障區(qū)域外，并保持并網(wǎng)狀態(tài)。

在對應(yīng)的DG 配網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)算法中，DG1 和DG2是NSDG，同時(shí)DG2 是BDG，對應(yīng)選擇NSDG 中包含BDG 的方案進(jìn)行故障恢復(fù)的算法重構(gòu)。在本次算法方案中需要對分系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)求解，并且考慮功率損耗低、操作次數(shù)低以及恢復(fù)目標(biāo)函數(shù)盡量多，DG 的出力大多為目標(biāo)函數(shù)。

6 結(jié)論

根據(jù)本文對主動(dòng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)算法的介紹分析，隨著當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展與提高，電力網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模也逐漸擴(kuò)大，大部分用戶對供電可靠性的要求也愈來愈高。而配電網(wǎng)的故障發(fā)生難以避免，那么在電網(wǎng)故障后，應(yīng)盡可能快地準(zhǔn)確找到故障位置并且準(zhǔn)確分析故障原因，進(jìn)一步縮短故障時(shí)間并且盡快恢復(fù)供電。因此，關(guān)于配電網(wǎng)故障的恢復(fù)重構(gòu)算法研究至關(guān)重要，利用相關(guān)算法能夠有效判斷配電網(wǎng)故障的位置，并且同時(shí)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)數(shù)值的分析計(jì)算，以此大大提高配電網(wǎng)故障恢復(fù)重構(gòu)的有效性。