一种智能配电网DG中联络开关的协调规划方法

摘要

本发明公开了一种智能配电网DG中联络开关的协调规划方法，该方法采用多阶段决策的方法，将整个规划分为两个阶段；阶段一确定DG的容量与位置；考虑了配电网网损最小以及碳排放量最小的约束；阶段二确定联络开关的位置，考虑配电网停电面积最小的约束；利用遗传算法或者其他的智能算法进行求得，得出最后的pareto最优解，利用最后的最优值选取规则获得最优解。联络开关的一端位于上步所确定的区域内，另一端确定是关键。依次计算待选择的馈线出现母线与上步所确定的区域内所有节点的电压差，取差值最大的母线与节点作为联络开关安装的位置。

主权项

一种智能配电网DG中联络开关的协调规划方法，所述方法包括：采用多阶段决策的方法，将整个规划分为两个阶段；(1)、阶段一，首先确定DG的容量与位置；a、建立配电网的网络损耗最小目标函数表示为：$\min f=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{K}_i{R}_i\frac{P_i^2+Q_i^2}{U_i^2}+\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta P}}_{Ti}---\left(1\right)$其中，n为网络中的支路总数；K_i为支路i的开关状态变量，是0‑1离散量，0表示打开，1表示闭合，R_i为支路i的电阻，P_i、Q_i分别为流过支路i的有功功率和无功功率，U_i为支路i的末端电压；ΔP_Ti为支路i的变压器耗损；b、建立配电网的碳排放量最小目标函数表示为：$\min C=K_1{P}_G+\underset{i_{DG}=1}{\overset{N_{DG}}{\Sigma }}(Z_{{\mathrm{Ti}}_{DG}}+E_{{\mathrm{Ti}}_{DG}}{P}_{G,i_{DG}}+B_{{\mathrm{Ti}}_{DG}}{P}_{G,i_{DG}}^2)---\left(2\right)$其中，C为配电网CO₂排放量，单位为kg；K₁为配电网的CO₂排放系数，单位为kg/MWh，为第i_DG台DG的CO₂排放系数，单位分别为kg，kg/MWh，kg/(MWh)²，P_G、分别为配电网和第i_DG台DG的发电量；满足以下不等式约束：支路电流及节点电压约束：$\begin{array}{c}{I}_{i,\min }\le I_i\le I_{i,\max };i=1,2,...,n\\ U_{j,\min }\le U_j\le U_{j,\max };j=1,2,...,m\end{array}---\left(3\right)$其中，m表示节点数，I_i,min为第i条支路的电流下限，I_i,max为第i条支路的电流上限，U_j、、U_j,max U_j,min分别为节点j的电压及其上、下限；支路容量约束：S_i＜S_i,max；i＝1,2,…,n (4)其中，S_i为支路i上的功率，S_i,max为支路i上的线路容量，供电约束：配电网的网络结构必须给所有节点供电，不能有孤岛节点；网络拓扑约束：配电网是开环的，网络呈辐射状向各负荷节点供电，不能出现环网；利用遗传算法进行求解，得出最后的pareto最优解，利用最后的最优解选取规则获得DG的容量和位置；(2)、阶段二，确定联络开关的位置建立配电网中停电面积最小目标函数表示为：$\min F=[\underset{i_1=1}{\overset{m_1}{\Sigma }}{a}_{i_1}(1-y_{i_1})+\underset{j_1=1}{\overset{n_1}{\Sigma }}{a}_{m_1+j_1}{z}_{j_1}]+\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}|I_i{|}^2{R}_i---\left(5\right)$其中，是支路中开关和联络开关的状态，0表示打开，1表示闭合；i₁表示配电网中的第i₁个开关，j₁表示配电网中的第j₁个联络开关，m₁、n₁分别为配电网中开关和联络开关数的总量,为权重系数；R_i为支路i的电阻；I_i为第i条支路的电流；其中需要满足以下约束：使f(E_x,E_t)＝1,(x,t＝1,2,…,p)  (6)其中，E_x,E_t为孤岛M_g内的单元，p为孤岛M_g内的单元数量，f(E_x,E_t)＝1表示单元E_x,E_t相邻；f(E_x,E_t)＝0表示E_x,E_t不相邻；其中，h为孤岛总数，M_g和M_d分别为第g和第d个孤岛区域；支路电流及节点电压约束：$\begin{array}{c}{I}_{i,\min }\le I_i\le I_{i,\max };i=1,2,...,n\\ U_{j,\min }\le U_j\le U_{j,\max };j=1,2,...,m\end{array}---\left(7\right)$其中，m表示节点数，I_i,min为第i条支路的电流下限，I_i,max为第i条支路的电流上限，U_j、、U_j,max U_j,min分别为节点j的电压及其上、下限；支路容量约束：S_i＜S_i,max；i＝1,2,…,n (8)其中，S_i为支路i上的功率，S_i,max为支路i上的线路容量，通过配电网“N‑1”与“N‑2”扫描确定故障集，针对所述故障集确定其对应的故障恢复策略，若该故障的非故障停电区含有所述阶段一所确定的DG，则考虑DG是否能够将非故障停电区的负荷全部保障供电，若不能，则考虑在此处安装联络开关。