技術領域

本發明屬于電力系統自動化，配電網故障恢復及微網中可控負荷的控制技術領域，尤其是一種基于微網及其可控負荷的配電網故障快速恢復方法。

背景技術

隨著傳統常規能源(煤炭、石油，及天然氣等)的日漸枯竭，分布式電源作為一種小型、分散化、靠近用戶端的高效、可靠的發電單元引起了世界各國的廣泛關注，但本身也存在如輸出功率的隨機性、控制困難等諸多問題，因此，如何充分利用分布式電源的隨機靈活特性，提高配電網的供電可靠性，規避其對配電網運行的不利影響，是亟待解決的關鍵問題之一。微網作為一種安全、可靠、經濟、環保和高效的供電方式，在未來的配電網絡中必將廣泛接入。因此，以微網的發展作為技術支持，研究新型的含有微網的配電網絡故障恢復技術，具有重要的實用價值。

微網是有效解決分布式電源接入電網帶來的不利影響的方案之一，微網是一個內含負荷、微型發電裝置以及儲能裝置，與大電網相連的小型電力系統。負荷管理是需求側管理中的一項重要技術措施，其通過調整可控負荷的使用達到需求側管理的目的。需求側負荷一般分為三種類型：固定負荷、可轉移負荷、隨機負荷。其中固定負荷為用戶的最小負荷需求，一般可根據歷史數據預測。可轉移負荷，又稱可控負荷，合理安排和控制可控負荷是需求側管理的關鍵，隨機負荷為用戶臨時啟動的負荷，無法準確預測。微網由于容量等的限制，大都應用于商業及居民用戶而工業用戶少的近用戶端，并且都對設備啟停沒有特殊要求，用電設備多為冰箱、空調、熱水器、電動汽車等工作方式靈活的負荷，因此可通過對微網中的這些可控負荷進行靈活可靠的控制，可以達到跟蹤微網波動性輸出，穩定微網運行工作特性的目的。

由供電恢復的基本要求可知，配電網的故障恢復一方面需最低的線路損耗來恢復最多的非故障失電負荷；另一方面，還需滿足網絡拓撲結構、線路裕量和電壓質量等電氣約束。因此，配電網故障恢復重構是一種高維數、多目標、多約束、多時段、不連續、非線性并且離散化的優化組合問題。目前，國內外學者進行了大量的研究工作，提出或者引進了多種算法，歸納起來如下：

1）傳統的數學優化算法：數學優化方法是將配電網故障恢復問題用數學模型進行描述，然后通過一定的算法求解，從而得到不依賴網絡初始結構的優化結果，對于實際大規模配電網求解困難很大。試圖用數學優化解析的方法尋找到全局最優解時，一般都需要進行簡化和近似處理。

2）啟發式方法：啟發式方法是以直觀分析為依據的算法，通常根據一定的原則，逐步迭代直到得到滿意的重構結果。配電網故障恢復中運行的啟發式算法主要有最優留模式算法(OFP)，支路交換法(BEM)等。

智能優化算法：基于隨機化技術的智能優化算法近些年在優化領域得到迅速的發展，并得到了日益廣泛的應用。智能優化算法在配電網故障恢復中的應用的成果中，主要有如下算法：人工神經網絡算法，模擬退火算法，禁忌搜索算法，蟻群算法，粒子群優化算法，遺傳算法等。。遺傳算法是受達爾文(C.R.Darwin)提出的以自然選擇為基礎的生物進化論學說的啟發，通過模擬自然界生物進化和發展的規律來解決特定目標的優化問題。由美國Michigan大學的J.H.Holland教授在1975年首次提出。遺傳算法從一個初始種群開始一代一代地進化和發展，經過一定代數的進化后，最終得到最優解或較優的解。

目前的配電網故障恢復方案大多是采用以上三種算法基于現有傳統配電網的拓撲結構來進行故障恢復，沒有與微網中的可控負荷的控制作用相結合，本發明的創新點在于將微網中的可控負荷響應控制加入到配電網供電恢復的決策中，可以顯著提高配電網故障的恢復能力，同時提高了用電側用戶主動參與性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于微網及其可控負荷的配電網故障快速恢復方法。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種基于微網及其可控負荷的配電網故障快速恢復方法，包括步驟如下：

（1）將含可控負荷的微網與配電網之間的互動系統分成三層結構，其中，

第三層包括分布式微電源控制器和負載控制器，電源控制器和負載控制器通過母線與微網中心控制器相連接，同時可以通過數據總線與微網中心控制器通信；

第二層在第一層的基礎上增加了微網中心控制器，其作用是負責第三層的分布式微電源控制器和負載控制器的管理以及與配電網之間的互動控制；