含分布发电配电系统的孤岛划分.pdf

中国科学: 技术科学 2011 年 第41 卷 第5 期: 693 ~ 702 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 含分布式发电配电系统的孤岛划分 王旭东, 林济铿* 天津大学电力系统仿真控制教育部重点实验室, 天津 300072 * E-mail: mejklin @126.com 收稿日期: 2010-05-18; 接受日期: 2010-08-16 摘要 提出了一种基于树背包问题(tree knapsack problem, TKP) 的含分布式发电(distributed 关键词 generation, DG) 配电系统最优孤岛划分新模型; 并利用深度优先动态规划算法(depth-first 最优孤岛 dynamic programming algorithm, 简记为DPA)进行求解. 该模型计及了负荷的优先级、可控性/ 配电系统 分布式发电 不可控性, 以及功率平衡、电压、设备载流量约束, 符合实际工程要求. 所提的算法将含多DG 树背包问题 的配电系统孤岛划分问题分解成多个 TKP, 然后利用 DPA 逐个对这些问题进行求解, 并经过 动态规划 孤岛合并过程而找到最优孤岛划分的初始方案; 最后通过可行性校验和调节而得到最终的孤 岛划分方案. 本文算法具有较强的理论基础, 计算时间复杂度低, 能够在有限的时间内找到近 似最优解. 算例的计算结果验证了本文算法的有效性. 孤岛运行是配电系统在引入分布式发电 第二类研究孤岛运行对配电系统可靠性的影响. (distributed generation, DG)之后的一种新的运行方式. 文献[4~8]研究了计及孤岛运行方式的配电系统可靠 在这种运行方式下, 配电系统的部分用户仅由DG 进 性评估方法. 这些文献的结论均表明合理的孤岛运 行供电, 包含这部分用户及DG 的系统被称为配电系 行方式可以显著提高配电系统可靠性. [1] 第三类研究如何进行合理孤岛划分. 文献[9]提 统中的电力孤岛, 简称之孤岛 . 在故障发生之后, 系统失电期间的孤岛划分所遵循的原则是在满足各 出了利用 DG 和负荷的状态实现自适应孤岛运行的 种约束的前提下, 重要负荷优先得到供电恢复, 同时 基本框架; 但该文并没有给出孤岛划分的具体算法. 使尽可能多的负荷供电得到恢复. 制定最优的孤岛 文献[10]提出了以功率平衡为约束, 以所恢复的等值 划分方案可以充分发挥DG 的优势, 提高系统可靠性, 有效负荷最大为目标函数的最优孤岛划分模型; 但 因此是配电系统孤岛运行方式研究的关键课题之一. 该文的孤岛划分策略没有考虑到故障发生后网络结 现有的配电系统计划孤岛方面的文献大致可以 构的改变. 文献[11]给出了以 DG 为中心, 按负荷等 分为以下三类. 级由高到低依次向电源周围负荷供电的有效算法; 第一类研究孤岛运行的可行性和控制模式. 文 文献[12]提出了不考虑负荷优先级, 并基于树模型的 献[2]通过仿真证实了智能配网环境下孤岛运行的可 孤岛划分算法, 树模型的根节点为故障点; 该方法按 行性.文献[3]研究了分布式电源的并网和孤岛运行状