1.一种配电网的拓扑重构故障恢复及设备部署方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1:构建微电网系统模型,初始化系统并获取优化所需的相关参数,包括设备的基础数据和电网随机故障数据;
S2:根据所得基础数据和故障数据,以最小化故障成本为目标,进行微电网稳态预孤岛运行重构方案的制定,在故障发生前将电网划分为大小、节点数不同的孤岛,由各处发电机进行电压支撑和能源供给;
在所述步骤S2中,所形成的重构模型如下:
根据所得数据,以最小化后续随机故障发生时失电成本为目标,形成全场景统一的预孤岛方案制定,其公式表达如下:其中E为微电网拓扑线集合,B为微电网拓扑点集合;ω为多阶段指示常量,值为0,1,2,
3;Ui,ω为不同阶段第i节点电压变量;rij和xij为支路阻抗常量;M为一足够大整数;Hij,ω与Gij,ω为线路传输有功功率和线路传输无功功率;UR为电压标幺值; 为线路传输有功无功功率上限;zij,ω为支路开断变量; 和 为节点电压上下限;
S3:根据电网故障特点和潮流分布情况,建立电网故障发生所导致的节点切负荷同电网拓扑结构之间的动态关系,将电网故障处理分为三个阶段,分别为故障发生阶段、故障隔离阶段、故障重构阶段,分别对各个阶段建立故障传递与电力电子设备动作模型,并在前一步骤基础上进行开关动作方案的制定;
S4:对微电网建立拓扑重构模型,生成一组开关部署方案,以最小化失电成本为目标,计算该方案下开关动作与潮流分布最佳状态,完成自身优化;
在所述步骤S4中,重构所需拓扑约束与潮流约束如下:
针对故障前阶段和故障重构阶段,应满足电网拓扑重构约束,即在电网重构中,电网应始终满足无环网、无多上游节点对单下游节点供电事件,在此基础上,进行故障隔离和拓扑重构优化,过程为:S4‑1:在故障发生前阶段,电网需进行预孤岛设置,此时应满足所有负荷节点均能保持正常供电,同时尽可能提高电网应对风险能力要求的条件,其公式表达如下:X1‑2,0=z1‑2,0 (46)
式中,Xij,0代表电网父子节点,Xij,0为1代表i是j的父节点;ε为一极小正数:γj,0为发电机标识常量;ηj,0为SOP标识常量;
S4‑2:在故障重构阶段,电网重构应满足尽可能减少失电区域大小、恢复各区域供电的目标,其公式表达如下:S5:在模型中加入设备成本参考项,以最小化用户失电成本与电网设备安装成本为优化对象,建立目标函数,判断是否达到最优解,若是,则将当前优化结果作为微电网内部部署与拓扑重构的最终方案,求解完成,若否,改变电网电力电子设备部署位置,返回S3,根据更新的位置信息重新进行优化;
在所述步骤S5中,所建微电网多阶段故障优化目标如下:
S5‑1:以最小化用户失电成本与电网设备安装成本为优化对象,建立目标函数,以前两步骤所建模型为基础,综合优化电网设备部署位置与部署数量,在随机性故障发生情况下进行电网拓扑结构优化,其公式表达如下:minCIC+EIC(53)
式中,CIC为用户断电成本,EIC为开关安装成本,T1,T2和T3为故障发生后三阶段时间,Ωj为不同负荷重要程度,r为贴现率,t为设备使用年限,Ns与Nsop为两设备数量,Ds、Dsop为两设备单价。
2.如权利要求1所述的一种配电网的拓扑重构故障恢复及设备部署方法法,其特征在于,在所述步骤S3中,多阶段电网事故传递与潮流分布模型如下:根据不同阶段电网故障传递及潮流分布的基本情况,得各阶段电网约束,过程为:S3‑1:第一阶段为故障发生阶段,该阶段代表电网在面对突发意外时还未动作,以预重构结果应对事故发生的场景,其公式表达如下:式中,fij,c为故障指示变量;zij,c,1为第一阶段支路开断变量;ni,c,1为第i节点故障区指示变量;Pg,j,c,1与Qg,j,c,1为主网供电有功无功功率;PS,j,c,1与QS,j,c,1为第一阶段失电有功无功功率,PL与QL为节点负荷功率数据;
S3‑2:第二阶段为故障隔离阶段,该阶段代表电网在响应故障发生而进行的最快速的紧急操作,其公式表达如下:式中,fij,c为故障指示变量;zij,c,2为第二阶段支路开断变量;ni,c,2为第i节点第二阶段故障区指示变量;Pg,j,c,2与Qg,j,c,2为主网供电有功无功功率;PS,j,c,2与QS,j,c,2为第二阶段失电有功无功功率,PL与QL为节点负荷功率数据;
S3‑3:第三阶段为电网重构阶段,代表电网紧急应对故障后,通过重构进一步减少失电区域,尽可能恢复各处供电情况的操作,其公式表达如下: