一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法，該方法克服了傳統(tǒng)的配電網(wǎng)故障恢復(fù)方法不能解決多重故障的缺點(diǎn)，將多重故障進(jìn)行獨(dú)立供電恢復(fù)區(qū)分區(qū)，然后按照負(fù)荷均衡的原則對公共電源點(diǎn)進(jìn)行解耦，從而實現(xiàn)利用單重故障恢復(fù)策略對獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)進(jìn)行供電恢復(fù)而不相互影響。本發(fā)明大大提高了供電恢復(fù)效率，有利于供電恢復(fù)的實時性，在公共供電恢復(fù)線路的解耦的時候，考慮了負(fù)荷均衡的因素，從而使得故障恢復(fù)后，參與供電恢復(fù)的供電恢復(fù)線路的負(fù)荷率更加接近，提高了配電網(wǎng)的供電可靠性。
【專利說明】—種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及饋線自動化領(lǐng)域，尤其涉及一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]配電網(wǎng)故障恢復(fù)在保證電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)性上有著重要作用，因此一直是電力系統(tǒng)重點(diǎn)研究的問題。配電網(wǎng)故障恢復(fù)是一個多目標(biāo)非線性約束問題，主要解決方法有人工智能算法和啟發(fā)式搜索算法，雖然人工智能算法最終能夠找到比較優(yōu)的恢復(fù)路徑，但是計算量大，很難達(dá)到實時性的要求，而相較于人工智能算法，啟發(fā)式搜索算法具有搜索速度快，實時性好等優(yōu)點(diǎn)，因此在實際應(yīng)用中，啟發(fā)式搜索算法應(yīng)用最為廣泛。雖然已經(jīng)有多種配電網(wǎng)故障恢復(fù)的方法，但是這些方法只適用于解決單重故障問題，但是在電網(wǎng)實際運(yùn)行中遇到以下三種情況時，很可能會出現(xiàn)多重故障:(I)在惡劣的天氣條件下，如暴雨，暴雪以及臺風(fēng)；(2)具有破壞性的人為災(zāi)難，如森林火災(zāi)導(dǎo)致變電站失火等情況；(3)夏季用電高峰期，多數(shù)線路超負(fù)荷運(yùn)行。
[0003]當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)多重故障后，已有的單重故障恢復(fù)策略無法實現(xiàn)對多重故障的非故障失電區(qū)的供電恢復(fù)。配電網(wǎng)發(fā)生多個故障后，有兩種情況會導(dǎo)致單個故障的故障恢復(fù)區(qū)之間的供電恢復(fù)會相互影響:第一種情況，單個故障的故障恢復(fù)區(qū)通過一個聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連，在這種情況下，從物理結(jié)構(gòu)上來說，與一個故障恢復(fù)區(qū)相連的供電恢復(fù)線路可以為另一個故障恢復(fù)區(qū)提供備用容量，但是利用傳統(tǒng)的方法解決上述兩個故障區(qū)的故障恢復(fù)時，與一個故障恢復(fù)區(qū)相連的供電恢復(fù)線路無法為另一個故障恢復(fù)區(qū)提供備用容量，因此不能充分利用供電恢復(fù)線路，最終的供電恢復(fù)方案也不是最優(yōu)的。第二種情況，兩個單重故障的故障恢復(fù)區(qū)通過兩個聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連，在這種情況下，兩個故障恢復(fù)區(qū)之間有一條公共供電恢復(fù)線路，若利用傳統(tǒng)的單重故障恢復(fù)算法同時對兩個故障恢復(fù)區(qū)進(jìn)行供電恢復(fù)，則會導(dǎo)致公共供電恢復(fù)線路的備用容量重復(fù)利用，從而使得故障恢復(fù)方案達(dá)不到預(yù)期要求，甚至?xí)霈F(xiàn)由于公共供電恢復(fù)線路超負(fù)荷導(dǎo)致供電恢復(fù)方案無法執(zhí)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法，該方法充分利用了供電恢復(fù)線路，優(yōu)化了供電恢復(fù)結(jié)果，通過對公共供電恢復(fù)線路的解耦，使得多個故障恢復(fù)區(qū)，可同時進(jìn)行供電恢復(fù)，從而大大提高了供電恢復(fù)效率。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法，包括以下幾個步驟:
[0007]( I)停止執(zhí)行原有的未執(zhí)行完畢的故障處理策略；
[0008](2)閉合故障線路的出線斷路器；
[0009](3)進(jìn)行多重故障判斷:對新故障和未處理完的故障進(jìn)行多重故障判斷，形成多個多重故障和多個單重故障，單個故障的故障恢復(fù)區(qū)之間能夠通過一個或兩個聯(lián)絡(luò)開關(guān)連通成一個大的區(qū)域，那么大區(qū)域所涉及的多個故障稱為多重故障；若單個故障的故障恢復(fù)區(qū)與其余單個故障的故障恢復(fù)區(qū)至少通過三個聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連，那么此類單個故障稱為為單重故障；
[0010](4)確定獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū):單重故障的故障恢復(fù)區(qū)看作一個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)，一個多重故障恢復(fù)區(qū)被分解為多個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)，未恢復(fù)供電的非故障區(qū)域為故障恢復(fù)區(qū)；
[0011](5)解耦電源點(diǎn):按照負(fù)荷均衡的原則對向多個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)供電的電源點(diǎn)進(jìn)行解耦，解耦后的公共電源被分解為負(fù)荷率相同的多個獨(dú)立供電電源，獨(dú)立供電電源單獨(dú)向獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)供電；
[0012](6)利用單重故障恢復(fù)算法形成獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)的供電恢復(fù)方案。 [0013]所述步驟(5)中，若某一些單個故障的故障恢復(fù)區(qū)之間通過一個聯(lián)絡(luò)開關(guān)連通為一個區(qū)域并且這個區(qū)域與其余單個故障恢復(fù)區(qū)之間至少通過兩個聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連，這一區(qū)域稱為獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)。
[0014]所述步驟(5)中，具體步驟為:
[0015](5-1)計算多重故障的期望負(fù)荷率:設(shè)所有主相關(guān)區(qū)域的額定容量之和為S，所有主相關(guān)區(qū)域的實際負(fù)荷和故障恢復(fù)區(qū)的失電負(fù)荷之和為S’，則期望負(fù)荷率為
S% = S`/SX100%；
[0016](5-2)計算每個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)在無公共主相關(guān)區(qū)域支持的情況下的期望負(fù)荷率:
[0017]將某一獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)設(shè)為獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A，其余獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)看作故障恢復(fù)區(qū)B ;設(shè)獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A的所有獨(dú)立主相關(guān)區(qū)域的額定容量之和為Sa，所有獨(dú)立主相關(guān)區(qū)域的實際負(fù)荷和獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)的失電負(fù)荷之和為S' A，則獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A的期望負(fù)
荷率為 =
[0018](5-3)計算公共主相關(guān)區(qū)域的負(fù)荷率:主相關(guān)區(qū)域的額定容量為Sm，實際負(fù)荷量為

5
S’ m，那么主相關(guān)區(qū)域的負(fù)荷率為Sm% = 00% ;
[0019](5-4)根據(jù)S%，SA%，Sm%的大小關(guān)系確定公共電源點(diǎn)的分配；
[0020](5-5)解耦公共電源點(diǎn):解耦，就是將主相關(guān)區(qū)域分解為兩個額定容量不同，負(fù)荷率相同的虛擬電源分別向兩個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)供電。
[0021]所述步驟(5-4)中，具體方法如下:
[0022](a)若SA% < S%,公共電源點(diǎn)不再參與獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A的供電恢復(fù)，將公共電源點(diǎn)分配給其他獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)；
[0023](b)若SA%>S%并且Sm%>S%，公共電源點(diǎn)不再參與其他獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)的供電恢復(fù)，將公共電源點(diǎn)分配至獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A ；
[0024](c)若SA% > S% > Sm%，將公共電源點(diǎn)解耦以最大限度地平衡A獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)與獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)B的期望負(fù)荷率。
[0025]所述步驟(5-5 )中，解決情況c的具體方法包括:[0026](I)計算獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A的多余失電負(fù)荷ASa:多余失電負(fù)荷的計算公式為:
[0027]ASa = (SA%-S%) X Sa ；
[0028](II)根據(jù)獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A的多余失電負(fù)荷，確定分配給獨(dú)立故障失電區(qū)A的備
οη.用容量SmA:計算公式為: s"——-=
[0029]所述步驟(II)中，具體萬法為:
[0030]( i )若SmA < Sm,公共電源點(diǎn)被分解為額定容量分別為SmA和Sm-S1^負(fù)荷率均為Sm%的兩個虛擬電源點(diǎn)，并且分別參與兩個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)的供電恢復(fù)；
[0031](ii)若Sdia ^ S111，則公共電源點(diǎn)不再參與獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)B的供電恢復(fù)，將公共電源點(diǎn)分配給獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A。
[0032]本發(fā)明的有益效果為:
[0033]1、實現(xiàn)利用單重故障恢復(fù)策略對獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)進(jìn)行供電恢復(fù)而不相互影響；
[0034]2、充分利用了供電恢復(fù)線路，優(yōu)化了供電恢復(fù)結(jié)果；
[0035]3、多個故障恢復(fù)區(qū)(或者獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū))可同時進(jìn)行供電恢復(fù)，從而大大提高了供電恢復(fù)效率，有利于供電恢復(fù)的實時性；
[0036]4、故障恢復(fù)后，參與供電恢復(fù)的供電恢復(fù)線路的負(fù)荷率更加接近，提高了配電網(wǎng)的供電可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明的故障啟動模塊流程示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明的故障處理模塊流程示意圖；
[0039]圖3為本發(fā)明的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]其中，A-1為供電線路;12、17、19和34為分段開關(guān);7、9、15、25和32為聯(lián)絡(luò)開關(guān)。【具體實施方式】:
[0041]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0042]如圖1所示，一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法的故障啟動，具體步驟包括:
[0043](I)當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生新故障后，停止執(zhí)行原有的未執(zhí)行完畢的故障處理策略；
[0044](2)閉合故障線路的出線斷路器；
[0045](3)對新故障和未處理完的故障進(jìn)行多重故障判斷，形成多個多重故障和多個單重故障:單個故障的故障恢復(fù)區(qū)之間能夠通過一個或兩個聯(lián)絡(luò)開關(guān)連通成一個大的區(qū)域，那么大區(qū)域所涉及的多個故障稱為多重故障，根據(jù)上述定義，可以對新發(fā)生的故障和未處理完的故障進(jìn)行綜合判定，形成多個單重故障和多個單重故障。
[0046]如圖2所示，一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法的故障恢復(fù)，具體步驟包括:`
[0047](I)未恢復(fù)供電的非故障區(qū)域為故障恢復(fù)區(qū),若某一些單個故障的故障恢復(fù)區(qū)之間通過一個聯(lián)絡(luò)開關(guān)連通為一個區(qū)域并且這個區(qū)域與其余單個故障恢復(fù)區(qū)之間至少通過兩個聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連，那么這一區(qū)域稱為獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)。根據(jù)上述獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)的定義可知單重故障的故障恢復(fù)區(qū)為一個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)，同時可以將一個多重故障的故障恢復(fù)區(qū)分解為多個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)。
[0048](2)按照負(fù)荷均衡的原則對向多個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)供電的電源點(diǎn)進(jìn)行解耦。
[0049]以只有A，B兩個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)為例:
[0050](a)計算多重故障的期望負(fù)荷率。所有主相關(guān)區(qū)域的額定容量之和為S，所有主相關(guān)區(qū)域的實際負(fù)荷和故障恢復(fù)區(qū)的失電負(fù)荷之和為S’，那么期望負(fù)荷率為
【權(quán)利要求】
1.一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法，其特征是:包括以下幾個步驟: (1)停止執(zhí)行原有的未執(zhí)行完畢的故障處理策略； (2)閉合故障線路的出線斷路器； (3)進(jìn)行多重故障判斷:對新故障和未處理完的故障進(jìn)行多重故障判斷，形成多個多重故障和多個單重故障，單個故障的故障恢復(fù)區(qū)之間能夠通過一個或兩個聯(lián)絡(luò)開關(guān)連通成一個大的區(qū)域，那么大區(qū)域所涉及的多個故障稱為多重故障；若單個故障的故障恢復(fù)區(qū)與其余單個故障的故障恢復(fù)區(qū)至少通過三個聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連，那么此類單個故障稱為為單重故障。 (4)確定獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū):單重故障的故障恢復(fù)區(qū)看作一個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)，一個多重故障恢復(fù)區(qū)被分解為多個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)，未恢復(fù)供電的非故障區(qū)域為故障恢復(fù)區(qū)； (5)解耦電源點(diǎn):按照負(fù)荷均衡的原則對向多個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)供電的電源點(diǎn)進(jìn)行解耦，解耦后的公共電源被分解為負(fù)荷率相同的多個獨(dú)立供電電源，獨(dú)立供電電源單獨(dú)向獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)供電； (6)利用單重故障恢復(fù)算法形成獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)的供電恢復(fù)方案。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法，其特征是:所述步驟(5)中，若某一些單個故障的故障恢復(fù)區(qū)之間通過一個聯(lián)絡(luò)開關(guān)連通為一個區(qū)域并且這個區(qū)域與其余單個故障恢復(fù) 區(qū)之間至少通過兩個聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連，這一區(qū)域稱為獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法，其特征是:所述步驟(5)中，具體步驟為: (5-1)計算多重故障的期望負(fù)荷率:設(shè)所有主相關(guān)區(qū)域的額定容量之和為S，所有主相關(guān)區(qū)域的實際負(fù)荷和故障恢復(fù)區(qū)的失電負(fù)荷之和為S’，則期望負(fù)荷率為S% = |xlOO%: (5-2)計算每個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)在無公共主相關(guān)區(qū)域支持的情況下的期望負(fù)荷率: 將某一獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)設(shè)為獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A，其余獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)看作故障恢復(fù)區(qū)B ;設(shè)獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A的所有獨(dú)立主相關(guān)區(qū)域的額定容量之和為Sa，所有獨(dú)立主相關(guān)區(qū)域的實際負(fù)荷和獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)的失電負(fù)荷之和為S' A，則獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A的期望負(fù)荷率
Sf'為 S|% = 5xlOO%; (5-3)計算公共主相關(guān)區(qū)域的負(fù)荷率:主相關(guān)區(qū)域的額定容量為Sm，實際負(fù)荷量為S’m，那么主相關(guān)區(qū)域的負(fù)荷率為Sm % = X100%; (5-4)根據(jù)S%，SA%，Sm%的大小關(guān)系確定公共電源點(diǎn)的分配； (5-5)解耦公共電源點(diǎn):解耦，就是將主相關(guān)區(qū)域分解為兩個額定容量不同，負(fù)荷率相同的虛擬電源分別向兩個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)供電。
4.如權(quán)利要求3所述的一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法，其特征是:所述步驟(5-4)中，具體方法如下: (a)若SA% < S%，公共電源點(diǎn)不再參與獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A的供電恢復(fù)，將公共電源點(diǎn)分配給其他獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)； (b)若SA%>S%并且Sm%>S%，公共電源點(diǎn)不再參與其他獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)的供電恢復(fù)，將公共電源點(diǎn)分配至獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A ； (c)若SA%>S%> Sm%，將公共電源點(diǎn)解耦以最大限度地平衡A獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)與獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)B的期望負(fù)荷率。
5.如權(quán)利要求3所述的一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法，其特征是:所述步驟(5-5)中，情況C的具體方法包括:(I)計算獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A的多余失電負(fù)荷ASa:多余失電負(fù)荷的計算公式為:
ΔSa = (SA%-S%) X Sa ； (II)根據(jù)獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A的多余失電負(fù)荷，確定分配給獨(dú)立故障失電區(qū)A的備用容量SmA:計算公式為:
6.如權(quán)利要求5所述的一種基于負(fù)荷均衡的多重故障供電恢復(fù)方法，其特征是:所述步驟(II)中，具體方法為: (i)若SmA< Sm,公共電源點(diǎn)被分解為額定容量分別為smA和sm-smA，負(fù)荷率均為sm%的兩個虛擬電源點(diǎn)，并且分別參與兩個獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)的供電恢復(fù)； (ii)若SmA≥ S111，則公共電源點(diǎn)不再參與獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)B的供電恢復(fù)，將公共電源點(diǎn)分配給獨(dú)立故障恢復(fù)區(qū)A。
【文檔編號】G06Q10/00GK103593709SQ201310631206
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】高厚磊, 趙寶光, 牛進(jìn)蒼, 李紅梅, 李尚振, 石鑫, 李勇, 李巖, 吳觀斌, 許乃媛, 李筍, 劉錦泉 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司