计及负荷控制和分布式电源的配电网故障恢复模型与算法

随着智能电网的建设，用户与电网之间的互动以及分布式电源在配电网中的渗透将越来越强，这将为配电网的调度运行注入新的契机。具体到配电网故障恢复问题上，可通过经济手段充分调动用户参与系统调度的积极性，在必要时根据系统的需要参与负荷需求的调整，为最大程度地恢复重要负荷提供更为灵活和经济的手段；同时，通过有意识的孤岛运行方式，充分发挥分布式电源的作用以更多地恢复停电负荷，降低停电损失。因此，有必要针对这一新的变化，建立与之适应的模型。此外，配电网故障恢复问题是典型的多目标多约束问题，研究与之适应的优化算法，准确快速求解出最优解是实际工作对配电网故障恢复问题提出的迫切需求。本项研究将是对配电网故障恢复问题理论研究的有益补充，同时也将为配电网故障恢复的实用化研究奠定理论基础。

本课题建立了含可中断负荷和分布式电源的配电网故障恢复优化模型，并提出了相应的算法。对于可中断负荷的影响，区别于以往的研究将可中断负荷调用量作为一个优化变量引入优化模型的做法，课题组建立了“可中断负荷优化调度”与“开关操作优化调度”的多时段联合优化模型。在可中断负荷优化调度模型中，充分考虑了可中断负荷的例如提前通知时间、中断持续时间和调度间隔时间等调度约束，因而所得到的可中断负荷调度计划和开关操作计划将更具备现实可操作性。当配电网中存在大量分布式电源后，在配电网故障恢复过程中，可对分布式电源采取孤岛运行策略，以降低停电负荷。目前大都数研究均将“孤岛恢复策略”和“主网恢复策略”两者割裂进行，或先进行孤岛优化划分然后再利用主网恢复剩余负荷，或反其道行之。课题组提出了“分布式电源孤岛恢复”与“主网恢复”同步优化策略，算例仿真结果表明，同步优化可以避免了两步式优化策略中主网恢复与孤岛恢复的相互干扰，从而能获得更优的整体恢复方案。.配电网故障恢复是典型的多目标多约束优化问题，在应用现代智能优化算法对其进行求解时，由于交叉和变异算子的作用往往会产生大量违背“配电网辐射运行”约束的不可行解，影响了算法的寻优性能。针对该问题，课题提出了两种解决方案。一种是应用节点深度编码（NDE）技术，利用其中的网络重构算子替代交叉和变异算子，以始终保证在重构过程中网络的辐射状结构，从而提高了算法的寻优速度；并针对配电网故障恢复问题的特点，增加了“负荷切除算子”（LCO），以避免标准NDE技术始终保持树中所有节点与主网的连接造成无法有效处理负荷优化切除的问题，算例仿真结果表明将NDE技术与NSGA-II算法相结合可提高算法的计算速度，而且具有更好的收敛性和分布性；增加的LCO算子能有效处理重构过程中的切负荷问题，因而可得到更好的最优解。另一种是提出了基于回支关联矩阵的回路解环算法，通过对回支关联矩阵的动态操作可快速进行解环操作，算例仿真结果所提出的方法在解环速度上优于Prim算法和基于邻接矩阵的DFS算法。.基于上述研究，课题组发表EI检索文章5篇，其中国内期刊文章4篇，国际会议文章1篇；SCI检索刊物收录文章1篇（已在线发表）；申请发明专利2项。