计及分布式发电的配电网自愈控制研究

Smart grid is the development direction of future power system, which core technology is self-healing control technology. And the key is to develop distribution network. So the implement of self-healing control for distribution network is the important compoment of smart grid. The positive effects and negative effects of distributed generations on distribution network are studied. Based on the regular patterns of the outputs of distributed generators and power loads, the off-stream model of intermittent distribed generators and the dynamic probabilistic model of node inject power are built. And then the vulnerability assessment model of distribution network is provided based on dynamic probabilistic power flow and risk theory. Different layering and typological agents are designed based on the space distribution character of the control objects, the time distribution character of the control procedure and demands, the condition-variation and time-variation character of control functions of self-healing of distribution network. And hierarchical control model of the self-healing control for distribution network based on MAS is built. The coordination strategy of the self-healing control for ditribution network is proposed by combined with multi-agent technology and hierarchical control structure. The intelligent dispatching and intelligent control of distribution network would be implemented based on the effects of distributed generation are given full play.

智能电网是未来电网的发展方向，其核心技术是自愈控制，其关键在于配电端的发展，所以，实施配电网自愈控制是智能电网建设的重要内容。通过研究分布式电源对配电网的正面作用和负面影响，分布式电源出力及配电网负荷的变化规律，建立间歇性分布式电源的停运模型、节点注入功率的动态概率模型，采用风险理论建立基于动态概率潮流的配电网运行脆弱性评估模型。根据配电网自愈控制对象的空间分布特性、控制过程与控制要求的时间分散特性、控制功能的条件变化和时变性，设计不同层次、不同类型的代理，建立基于MAS的配电网自愈的分层递阶控制模型。结合多代理技术和分层递阶控制结构，设计配电网自愈控制的协调策略，充分发挥分布式发电的作用实现配电网的智能调度与控制。

本项目在课题组提出的配电网自愈控制体系结构和前期研究成果基础上，从2013年1月至2015年12月进行深入的理论研究，所形成的理论成果被引入到国家电网公司和网省电力公司科技项目中，并进行示范应用。在项目组成员4位教师及14名博、硕士的共同努力下，截止目前为止，已发表学术论文16篇，申请受理发明专利5项，其中3项已获授权，部分成果获国家电网公司科学技术进步二等奖和江苏省电力公司科学技术进步一等奖，培养博士2名、硕士12名。.本课题对计及分布式发电的配电网自愈控制问题进行了研究，包括基于前推回代法的配电网动态概率潮流计算方法、配电网动态运行脆弱性评估方法、基于分层递阶控制原理的配电网自愈控制策略等内容。将随机变量分解为可预测基础变量与预测误差变量，结合配电网的运行特点，导出配电网交流潮流线性化模型；基于半不变量特性和Gram-Charlier级数展开理论，建立基于前推回代法的配电网动态概率潮流计算流程。从电源、网络、负荷及系统内部状态变量的角度分析配电网运行过程中的风险源和风险构成，建立配电网运行脆弱性指标体系，基于动态概率潮流算法确立了运行脆弱性指标的计算模型。计及脆弱性的时间相关性，提出基于效用理论的严重度函数，并建立效用函数和时间累积因子模型。研究配电网各种运行状态及其特征，以及各种运行状态之间的转换，建立配电网运行状态辨识方法，并引入分层递阶控制原理，建立基于分层递阶控制原理的配电网自愈控制策略。