一种配电网自愈控制方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及电力系统故障自愈技术领域，尤其涉及一种配电网自愈控制方法、装置、设备及介质。

背景技术

随着新能源大规模接入给配电网，传统的无源配电网变成现代有源配电网。新能源接入配电网，必然对配电网建模、运行特性、电压控制带来影响，电能质量、可靠性等指标也将发生变化；新能源接入配电网也带来了更多不确定性、随机性，使得现代配电网运行方式更复杂。

现有技术中常见的有源配电网故障处理方法为人工巡检法，通过人工巡视和检修配电设备，及时发现故障并进行修复。该方法能够有效避免设备故障和事故的发生，但需要人工投入大量时间和精力、效率较低、故障诊断准确性不高、故障处理速度较慢。

因此，逐渐出现借助同步量测和通讯技术，探索现代配电网故障检测与新型保护方法。主要根据分布式检测技术实时感知运行状态，发生接地故障后，通过采集到的故障全过程信息，实现故障的检测、选线以及自愈控制，以实现不间断供电。但依然存在故障选线及快速自愈不准确、不可靠、不够迅速的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种配电网自愈控制方法、装置、设备及介质，通过构建故障预测集，实现电网正常运行时的事故预警以及电网故障时的快速故障处理。

根据本发明说明书的一方面，提供一种配电网自愈控制方法，包括：

获取目标配电线路的故障切断位置，并确定故障类型；

根据所述故障类型，结合预先构建的故障预测集，判断是否有故障恢复预案；

在匹配到故障恢复预案时，判断当前故障预案是否能够完全恢复负荷；

在当前故障预案不足以完全恢复负荷时，判断无法恢复区域是否满足孤岛运行条件；

在无法恢复区域满足孤岛运行条件时，对当前无法恢复区域执行孤岛划分算法，得到最终恢复方案。

作为进一步的技术方案，所述故障预测集的预先构建，还包括：

在电网正常运行时，对目标配电线路的负荷进行风险评估；

根据风险评估结果确定故障预测集。

作为进一步的技术方案，在构建故障预测集后，还包括：

对所述故障预测集进行排序；

根据排序对故障预测集中的电气设备进行安全分析，得到故障恢复预案。

作为进一步的技术方案，在没有匹配到故障恢复预案时，还包括：

对故障区域进行供电能力评估，并在供电能力不足时，引入切负荷策略；

利用所述切负荷策略，得到故障恢复方案。

作为进一步的技术方案，在当前匹配到的故障预案能够完全恢复负荷时，则直接输出故障恢复方案。

作为进一步的技术方案，在无法恢复区域不满足孤岛运行条件时，则直接输出匹配到的故障恢复方案。

根据本发明说明书的一方面，提供一种配电网自愈控制装置，包括：

故障获取模块，用于获取目标配电线路的故障切断位置，并确定故障类型；

恢复预案判断模块，用于根据所述故障类型，结合预先构建的故障预测集，判断是否有故障恢复预案；

完全恢复判断模块，用于在匹配到故障恢复预案时，判断当前故障预案是否能够完全恢复负荷；

孤岛条件判断模块，用于在当前故障预案不足以完全恢复负荷时，判断无法恢复区域是否满足孤岛运行条件；

孤岛算法模块，用于在无法恢复区域满足孤岛运行条件时，对当前无法恢复区域执行孤岛划分算法，得到最终恢复方案。

作为进一步的技术方案，所述故障预测集的预先构建，还包括：

在电网正常运行时，对目标配电线路的负荷进行风险评估；

根据风险评估结果确定故障预测集。

根据本发明说明书的一方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器、存储器，以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序，其中所述计算机程序被所述处理器执行时，实现所述的一种配电网自愈控制方法的步骤。

根据本发明说明书的一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的一种配电网自愈控制方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明针对目标配电线路，在其正常运行时通过在线风险评估构建故障预测集，以便于故障实际发生时快速提供相匹配的故障恢复预案，实现故障快速恢复；同时，对于不满足预测故障的情况，对其依次进行供电能力分析和孤岛分析，以在故障情况下尽快得到可行的故障恢复方案。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种配电网自愈控制方法流程示意图。

图2为根据本发明实施例的构建故障预测集的流程示意图。

图3为根据本发明实施例没有匹配到故障恢复预案时的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种配电网自愈控制方法，通过构建故障预测集，实现电网正常运行时的事故预警以及电网故障时的快速故障处理。

如图1所示，所述方法具体包括：

步骤1，获取目标配电线路的故障切断位置，并确定故障类型。

具体地，当配电网中发生故障，导致电压瞬时值越限时，通过故障定位装置获取故障切断位置，并上传至主站系统。

进一步地，环网柜控制智能分段开关动作，将故障隔离在分布式电源的馈线中，避免故障馈线导致主线路失压，再通过配备高速通信模块的配电终端设备，将环网柜中的电气量、拓扑信息、支路开关状态、联络开关状态等上传到主站系统。

主站系统根据故障发生位置及故障信息确定故障类型。所述故障类型与预先构建的故障预测集中的故障类型相适配。

步骤2，根据所述故障类型，结合预先构建的故障预测集，判断是否有故障恢复预案。

如图2所示，所述故障预测集的预先构建，还包括：

在电网正常运行时，对目标配电线路的负荷进行风险评估；

根据风险评估结果确定故障预测集。

其中，对目标配电线路的负荷进行风险评估，具体包括：

输入t时刻电网的设备故障率，并确定电网中需要评估的负荷；

计算各个负荷节点的k最短路径；

对供电路径进行安全校验，得出可行的供电路径；

根据可行供电路径和设备故障率得到各个负荷在t时刻的停电率；

根据t时刻的负荷重要程度、有功功率和停电率得到t时刻负荷的停电风险。

k最短路径的目标是求得两节点之间的最短、次短、直至第k短的可达路径。本实施例在文献“关于k次短路径问题的分析与求解”基础上，增加了环路校验，得到了符合配电网实际工程需求的k条供电路径。

本实施例根据计算得到的停电风险形成故障预测集，以便于电网正常时的故障预警以及电网故障时的快速故障处理。

在电网发生故障后，首先判断该故障是否有预案，如果有则进行在线匹配，将满足匹配条件的方案作为最终方案输出。

步骤3，在匹配到故障恢复预案时，判断当前故障预案是否能够完全恢复负荷。

进行故障恢复预案匹配时，预案的匹配条件为：实际故障设备与预案对应的故障设备一致，电网运行方式一致且预案满足当前电网的运行约束。

如果能够完全恢复负荷，则直接输出匹配到的故障恢复预案。如果不能够完全恢复负荷，则确定无法恢复区域，转下一步骤。

由于在线安全分析不可能穷尽所有可能的事故，当没有预案的故障发生或者预案不满足匹配条件时，如图3所示，则需要执行以下步骤：

对故障区域进行供电能力评估，并在供电能力不足时，引入切负荷策略；

利用所述切负荷策略，得到故障恢复方案。

步骤4，在当前故障预案不足以完全恢复负荷时，判断无法恢复区域是否满足孤岛运行条件。

当电网发生大规模停电事故时，主网的供电能力不足以恢复所有失电区域负荷，为了保证电网运行安全，部分负荷需要被切除掉。如果被切除掉的这部分失电区域满足孤岛运行的条件，则进行孤岛划分，以提高供电可靠性。

具体地，主站系统根据故障信息、独立供电能力、通信能力对配电网进行孤岛划分。

步骤5，在无法恢复区域满足孤岛运行条件时，对当前无法恢复区域执行孤岛划分算法，得到最终恢复方案。

具体地，所述孤岛划分算法具体包括：采用Dijkstra算法求出所有DG节点到重要负荷节点的最短路径；对重要负荷节点路径进行孤岛划分；对其余负荷节点进行孤岛划分。

在对重要负荷节点进行孤岛划分时，还包括：

根据求得的最短路径，对重要负荷节点到各个DG节点的路径按照距离从小到大的顺序进行排序；以R

初始化所有节点未被标记；

判断当前节点i是否被标记，若未被标记，则判断路径R

判断所有重要负荷节点是否均被标记，直至完成所有重要负荷节点的标记。

与前述不同的是，在对其余负荷节点进行划分时，根据孤岛的对外连接关系，判断是否有其他孤岛与当前孤岛有直接联系，若没有，则得出与当前孤岛直接相连接的符合节点集合；若有，则将其并入当前孤岛并标记，再得出合并后的当前孤岛直接相邻的负荷节点集合。

实施例2

与实施例1基于相同的发明构思，本实施例介绍一种配电网自愈控制装置，包括：

故障获取模块，用于获取目标配电线路的故障切断位置，并确定故障类型；

恢复预案判断模块，用于根据所述故障类型，结合预先构建的故障预测集，判断是否有故障恢复预案；

完全恢复判断模块，用于在匹配到故障恢复预案时，判断当前故障预案是否能够完全恢复负荷；

孤岛条件判断模块，用于在当前故障预案不足以完全恢复负荷时，判断无法恢复区域是否满足孤岛运行条件；

孤岛算法模块，用于在无法恢复区域满足孤岛运行条件时，对当前无法恢复区域执行孤岛划分算法，得到最终恢复方案。

上述各模块的具体功能实现参考实施例1方法中的相关内容，不予赘述，特别指出的是：

所述故障预测集的预先构建，还包括：

在电网正常运行时，对目标配电线路的负荷进行风险评估；

根据风险评估结果确定故障预测集。

实施例3

与其它实施例基于相同的发明构思，本实施例介绍一种电子设备，所述电子设备包括处理器、存储器，以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序，其中所述计算机程序被所述处理器执行时，实现所述的一种配电网自愈控制方法的步骤。

实施例4

与其它实施例基于相同的发明构思，本实施例介绍一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的一种配电网自愈控制方法的步骤。

综上实施例，本发明在电网正常运行时，对故障预测集进行故障扫描和分析，在故障前对预测故障做出恢复预案；在故障发生后通过预案匹配，将满足预案匹配条件的预案作为恢复方案，有效利用故障前的系统资源，提高了故障恢复效率；同时在没有匹配到恢复预案时，利用孤岛划分来最大程度地恢复失电负荷，利用系统中的分布式电源，提高了系统的供电可靠性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。