一种配电网故障隔离和恢复重构方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113949063A(43)申请公布日2022.01.18(21)申请号202111238594.6(51)Int.Cl.(22)申请日2021.10.25H02J3/00(2006.01)G06F30/20(2020.01)(71)申请人国网天津市电力公司电力科学研究G06F111/04(2020.01)院G06F113/04(2020.01)地址300384天津市西青区海泰华科四路8号申请人国网天津市电力公司国家电网有限公司(72)发明人郭凌旭王海林黄志刚尚学军李振斌王天昊王彬范广民陈建王伟力刘伟王梓张杰崇志强周艳真(74)专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209代理人王来佳权利要求书7页说明书14页(54)发明名称一种配电网故障隔离和恢复重构方法(57)摘要本发明涉及一种配电网故障隔离和恢复重构方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、建立配电网重构的目标函数及约束条件；步骤2、对步骤1所建立的原始配电网重构约束条件进行改进，将约束式中的非线性变量变为线性化变量，将非凸形式的约束式进行凸松弛处理；步骤3、在步骤2的对原始配电网重构约束条件进行改进的基础上，建立支路电流网损约束，并通过引入松弛二阶锥规划方法，求解改进后的支路电流网损约束，进而最终建立优化后的配电网重构模型。本发明可以实现故障后网络优化重构，能够灵活应对不同目标并且求解高效。CN113949063ACN113949063A权利要求书1/7页1.一种配电网故障隔离和恢复重构方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、建立配电网重构的目标函数及约束条件；步骤2、对步骤1所建立的原始配电网重构约束条件进行改进，将约束式中的非线性变量变为线性化变量，将非凸形式的约束式进行凸松弛处理；步骤3、在步骤2的对原始配电网重构约束条件进行改进的基础上，建立支路电流网损约束，并通过引入松弛二阶锥规划方法，求解改进后的支路电流网损约束，进而最终建立优化后的配电网重构模型。2.根据权利要求1所述的一种配电网故障隔离和恢复重构方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括：(1)构建配电网重构的目标函数如下所示：该式以负荷均衡为目标函数，Iij为支路i‑j的电流，为支路i‑j的电流的上限；(2)构建配电网重构的约束条件：①保证配电网呈辐射状运行的约束条件：公式(2)中xij为支路i‑j开闭状态变量，其代表开关和闭合的01值体现了整个配电网的重构能力；Φall是系统中所有节点的集合；Nnode是系统中所有节点的个数，Nroot是系统中根节点(馈线)的个数，该式是配电网呈辐射状运行的必要条件；公式(3)给出了节点有功与无功功率平衡约束，其中方向变量dij为已知变量，可在模型计算前任意指定每个支路的正方向；公式中ρ＝a,b,c，分别对应于a,b,c三相，和分别代表了支路i‑j靠近i节点的有功功率和无功功率和分别为节点负荷的有功与无功功率，该式可以将配电网中环状和孤岛同时出现的情形排除掉；公式(4)中的ε是一个足够小的正数，Φnil是零注入节点的集合。该式可以防止配电网中出现零注入孤立节点；公式(2)(3)(4)共同组成了配电网呈辐射状运行的约束条件；②支路的有功无功约束：支路的有功无功约束及指支路的热稳定约束，配电网的每条线路线路都具有一定的传2CN113949063A权利要求书2/7页输容量，若实际传输点亮电量过大，将使得电线的发热量剧增，导致线路损耗增加且损伤输电线，支路的容量约束如下：公式(5)中，ρ＝a,b,c，分别对应于a,b,c三相，为支路i‑j的潮流上限的平方，为支路i‑j且由节点i输出的有功功率，为支路i‑j且由节点i输出的无功功率，为支路i‑j且由节点j输出的有功功率，为支路i‑j且由节点j输出的无功功率；公式(5)即为支路的有功无功约束；③电压约束：在110Kv及以下电压等级的电力系统中，电压损耗可以近似的用电压降落的纵分量来表示，所以配电网支路两端的电压值u1和u2的关系式可用如下公式所表示：公式(6)中，u1和u2分别代表了节点1和节点2电压的幅值，P2和Q2分别是支路靠近2端的有功和无功，R和X分别是支路的电阻和电抗，将此关系式应用于支路i‑j中，有如下表达式：将两式联力，最终得到电压关系约束：因为在DistFlow线性化潮流中忽略了线路的网损，于是有Pij,i＝Pij,j,Qij,i＝Qij,j，因此公式(8)变为如下表达式：将此公式应用于三相电路中，进而得到各相位相邻节点间的电压关系式：公式(10)中分别代表了节点i和节点j的a,b,c三相电压的幅值的平方，Rij和Xij代表了支路i‑j之间的电阻和电抗，上角标代表了a,b,c三相之间的自阻抗或互阻抗；公式(10)即为电压所需要满足的