一种计及sop的有源配电网故障恢复方法及装置
技术领域
1.本发明涉及配电网故障恢复技术领域，具体涉及一种计及sop的有源配电网故障恢复方法及装置。
背景技术：2.为了满足能源转型和节能环保的需求，电网大范围接入分布式可再生能源成为必然趋势。由于可再生能源具有时变性，大量分布式电源接入配电网后，使得系统中功率流动呈现出时变性和多向性的特点，而且功率交换更加频繁，在一定程度上会导致电压电流越限等问题，因此对配电网故障恢复能力提出更高要求。
3.sop是安装于传统联络开关处的电力电子装置，它能够准确控制其所连接两侧馈线的有功与无功功率，在配电网中用sop代替部分传统联络开关，有助于提升配电网对分布式电源的消纳能力，从而解决分布式电源大规模接入所带来的一系列新问题。在故障发生时，sop由于直流隔离的作用，能够有效阻止故障电流穿越；在供电恢复过程中，能够为故障侧提供有效的电压支撑，从而扩大供电恢复范围。目前sop运用于配电网故障恢复的研究仍处于初级阶段，现有技术的一种方案对计及sop的无源配电网干线故障提出了恢复策略，并运用内点法进行求解，但其没有考虑sop转供能力的问题，且仅将减少失电负荷量作为优化目标；现有技术的另一种方案也研究了含有sop的有源配电网故障恢复方法，但其并没有对分布式电源与负荷的波动性作细致分析。
技术实现要素：4.为了克服上述缺陷，本发明提出了一种计及sop的有源配电网故障恢复方法及装置。
5.第一方面，提供一种计及sop的有源配电网故障恢复方法，所述计及sop的有源配电网故障恢复方法包括：
6.基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力；
7.将所述sop转供能力代入预先构建的有源配电网故障恢复模型，并求解所述预先构建的有源配电网故障恢复模型，得到用于故障恢复的配电网支路通断调节向量；
8.其中，所述预先构建的有源配电网故障恢复模型包括：为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的目标函数、模型优化变量及约束条件。
9.优选的，所述基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力之前，包括：
10.当sop两端均为联网侧子网时，控制sop正常侧的控制模式为u
dc
q控制模式，故障侧的控制模式为pq控制模式；
11.当sop一端为联网侧子网，另一端为失联侧子网时，控制sop正常侧的控制模式为u
dc
q控制模式，故障侧的控制模式为vf控制模式。
12.优选的，所述基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力，包括：
13.将配电网满足预设sop转供能力约束条件时sop故障侧输出的最大有功功率作为
sop转供能力；
14.其中，所述预设sop转供能力约束条件包括下述中的至少一种：节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束。
15.进一步的，所述sop两端有功功率平衡约束的数学表达式如下：
16.p1+p2＝0
17.所述sop两端容量约束的数学表达式如下：
[0018][0019]
上式中，p1、p2分别为sop正常侧输入的有功功率和故障侧输出的有功功率，q1、q2分别为sop两侧无功功率，s1、s2分别为sop两侧接入容量。
[0020]
优选的，所述目标函数的计算式如下：
[0021][0022]
上式中，f为目标函数的目标值，αk为节点k的权重系数，pk为节点k的失负荷量，n为除孤岛节点以外的失电负荷节点总数，l为线路总数，p
x
为线路x上的有功损耗。
[0023]
进一步的，当节点k为一级负荷时，αk＝2，当节点k为二级负荷时，αk＝1.5，当节点k为三级负荷时，αk＝1。
[0024]
进一步的，所述模型优化变量为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，其数学表达式如下：
[0025]
a＝{a1,a2,a3…an
}
[0026]
上式中，a为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，an为支路n的开关状态，an＝0表示断开，an＝1表示开通。
[0027]
进一步的，所述为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的约束条件包括下述中的至少一种：sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束、sop转供能力约束、节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、辐射状配电网约束、孤岛内功率约束。
[0028]
进一步的，所述sop转供能力约束的数学表达式如下：
[0029]
p2≤p
max
[0030]
上式中，p
max
为sop转供能力，p2为sop故障侧输出的有功功率。
[0031]
第二方面，提供一种计及sop的有源配电网故障恢复装置，所述计及sop的有源配电网故障恢复装置包括：
[0032]
确定模块，用于基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力；
[0033]
求解模块，用于将所述sop转供能力代入预先构建的有源配电网故障恢复模型，并求解所述预先构建的有源配电网故障恢复模型，得到用于故障恢复的配电网支路通断调节向量；
[0034]
其中，所述预先构建的有源配电网故障恢复模型包括：为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的目标函数、模型优化变量及约束条件。
[0035]
优选的，所述确定模块具体用于：
[0036]
将配电网满足预设sop转供能力约束条件时sop故障侧输出的最大有功功率作为
sop转供能力；
[0037]
其中，所述预设sop转供能力约束条件包括下述中的至少一种：节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束。
[0038]
优选的，所述目标函数的计算式如下：
[0039][0040]
上式中，f为目标函数的目标值，αk为节点k的权重系数，pk为节点k的失负荷量，n为除孤岛节点以外的失电负荷节点总数，l为线路总数，p
x
为线路x上的有功损耗。
[0041]
进一步的，所述模型优化变量为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，其数学表达式如下：
[0042]
a＝{a1,a2,a3…an
}
[0043]
上式中，a为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，an为支路n的开关状态，an＝0表示断开，an＝1表示开通。
[0044]
进一步的，所述为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的约束条件包括下述中的至少一种：sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束、sop转供能力约束、节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、辐射状配电网约束、孤岛内功率约束。
[0045]
第三方面，提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；
[0046]
所述处理器，用于存储一个或多个程序；
[0047]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的计及sop的有源配电网故障恢复方法。
[0048]
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的计及sop的有源配电网故障恢复方法。
[0049]
本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
[0050]
本发明提供了一种计及sop的有源配电网故障恢复方法及装置，包括：基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力；将所述sop转供能力代入预先构建的有源配电网故障恢复模型，并求解所述预先构建的有源配电网故障恢复模型，得到用于故障恢复的配电网支路通断调节向量；其中，所述预先构建的有源配电网故障恢复模型包括：为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的目标函数、模型优化变量及约束条件。本发明利用sop制定一种相应的故障恢复方案，考虑sop在有源配电网中转供能力的限制，提高了配电网供电恢复能力，降低了故障恢复过程中产生的线路损耗。对比多种恢复策略，体现了所提故障恢复方案的有效性、灵活性。
附图说明
[0051]
图1是本发明实施例的计及sop的有源配电网故障恢复方法的主要步骤流程示意图；
[0052]
图2是本发明实施例的含sop的ieee33节点系统拓扑图；
[0053]
图3是本发明实施例的计及sop的有源配电网故障恢复装置的主要结构框图。
具体实施方式
[0054]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0055]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0056]
实施例1
[0057]
参阅附图1，图1是本发明的一个实施例的计及sop的有源配电网故障恢复方法的主要步骤流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的计及sop的有源配电网故障恢复方法主要包括以下步骤：
[0058]
步骤s101：基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力；
[0059]
步骤s102：将所述sop转供能力代入预先构建的有源配电网故障恢复模型，并求解所述预先构建的有源配电网故障恢复模型，得到用于故障恢复的配电网支路通断调节向量；
[0060]
其中，所述预先构建的有源配电网故障恢复模型包括：为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的目标函数、模型优化变量及约束条件。
[0061]
本实施例中，所述基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力之前，包括：
[0062]
当sop两端均为联网侧子网时，控制sop正常侧的控制模式为u
dc
q控制模式，故障侧的控制模式为pq控制模式，以实现实时准确地调整相连馈线间的功率流动；
[0063]
当sop一端为联网侧子网，另一端为失联侧子网时，控制sop正常侧的控制模式为u
dc
q控制模式，故障侧的控制模式为vf控制模式，为失联侧子网提供电压和频率支撑。此时sop等效为失联侧子网的电源。
[0064]
本实施例中，所述基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力，包括：
[0065]
将配电网满足预设sop转供能力约束条件时sop故障侧输出的最大有功功率作为sop转供能力；
[0066]
其中，所述预设sop转供能力约束条件包括下述中的至少一种：节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束。
[0067]
具体的，节点电压约束：
[0068]vi.min
≤vi≤v
i.max
[0069]
支路电流约束：
[0070][0071]
式中，vi为i节点电压，i
ji
为节点j流向节点i的支路电流。
[0072]
配电网潮流约束：
[0073]
[0074][0075][0076]
节点v是与sop故障侧出口直接相连的节点，式中，ψv为节点v作为首端的支路末端节点集合，φv为节点v作为末端的支路首端节点集合；p
jv
、q
jv
分别为节点j传输到节点v的有功功率和无功功率，r
jv
、x
jv
分别为支路jv上的电阻和电抗，pv、qv分别为除了支路vj以外流入节点v的有功功率和无功功率；z
vj
为支路阻抗，s
vj
为支路vj首端容量。
[0077][0078]
式中，p
v，sop
、q
v，sop
分别为sop向节点v提供的有功功率和无功功率，p
v，dg
、q
v，dg
分别为与节点v相连的光储系统向节点v输送的有功功率和无功功率，p
v，load
、q
v，load
分别为节点v上负荷消耗的有功功率和无功功率。
[0079]
所述sop两端有功功率平衡约束的数学表达式如下：
[0080]
p1+p2＝0
[0081]
所述sop两端容量约束的数学表达式如下：
[0082][0083]
上式中，p1、p2分别为sop正常侧输入的有功功率和故障侧输出的有功功率，q1、q2分别为sop两侧无功功率，s1、s2分别为sop两侧接入容量。
[0084]
本实施例中，所述目标函数的计算式如下：
[0085][0086]
上式中，f为目标函数的目标值，αk为节点k的权重系数，pk为节点k的失负荷量，n为除孤岛节点以外的失电负荷节点总数，l为线路总数，p
x
为线路x上的有功损耗。
[0087]
其中，当节点k为一级负荷时，αk＝2，当节点k为二级负荷时，αk＝1.5，当节点k为三级负荷时，αk＝1。
[0088]
在一个实施方式中，所述模型优化变量为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，其数学表达式如下：
[0089]
a＝{a1,a2,a3…an
}
[0090]
上式中，a为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，an为支路n的开关状态，an＝0表示断开，an＝1表示开通。
[0091]
所述为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的约束条件包括下述中的至少一种：sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束、sop转供能力约束、节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、辐射状配电网约束、孤岛内功率约束。
[0092]
具体的，sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束、sop转供能力约束、节点电
压约束、支路电流约束、配电网潮流约束与预设sop转供能力约束条件相同，除此之外，所述sop转供能力约束的数学表达式如下：
[0093]
p2≤p
max
[0094]
上式中，p
max
为sop转供能力，p2为sop故障侧输出的有功功率。
[0095]
辐射状配电网约束：
[0096]
g∈g
[0097]
孤岛内功率约束：
[0098][0099]
式中，g为重构后的网络拓扑结构，g为辐射状网络拓扑结构集合；p
eq,t
为时段t中孤岛内光储系统总出力，b为孤岛内的节点，d为孤岛内节点集合，pb为时段t中孤岛内各节点负荷大小。
[0100]
在一个实施方式中，所述步骤s102中由于主网供电能力有限与sop转供能力限制，距离较远的节点无法保证复电，因此需要计及分布式电源与负荷的时变性，根据配电网故障发生时间与持续时间，对这部分带有光储系统的节点进行孤岛划分。
[0101]
进一步的，需要重构主网线路以实现故障恢复，计及分布式电源与负荷的时变性，根据配电网故障发生时间与持续时间，采用二进制粒子群算法，对主网重构方案进行寻优求解，包括以下步骤：
[0102]
1.确定故障发生时间与恢复时间，进而确定主网中光储系统的供电量以及负荷用电需求量；
[0103]
2.采用二进制粒子群算法求解重构网络，设置粒子数目、迭代次数以及种群维度，对粒子速度与粒子初始速度进行初始化；
[0104]
在二进制粒子群算法中，粒子的速度矢量迭代公式与粒子群算法相同，位置矢量采用sigmoid函数和分段比较法确定。
[0105]
sigmoid函数：
[0106][0107]
分段比较：
[0108][0109]
速度矢量迭代过程仍为：
[0110][0111]
式中，为第i个粒子第t+1代的位置，为第i个粒子第t+1代的速度，rand为随机数，其值取[0，1]之间，ω为粒子惯性系数，取0.6，c1和c2为粒子学习系数，取2.0，为粒子学习系数，取2.0，分别为当前迭代过程中的个体最优解与全局最优解。
[0112]
3.以配电网失联侧子网线路开关状态为优化变量，搜索故障恢复的最优拓扑结构，求解目标函数值。校验节点电压是否越限，如果出现节点电压越下限，则在此基础上继
续消减主网负荷；若节点电压越上限，或是不满足sop运行约束，则在当前出口电压的前提下，舍弃该拓扑方案，重新搜索；
[0113]
4.对粒子群进行多次迭代，达到迭代次数后，输出最优解与对应的目标函数值。
[0114]
5.结合孤岛划分方案与主网重构方案，形成特定故障发生时间与恢复时间对应的故障恢复方案。
[0115]
本发明涉及含有sop的有源配电网故障恢复策略，考虑sop在有源配电网中转供能力的限制，提高了配电网供电恢复能力，降低了故障恢复过程中产生的线路损耗。对比多种恢复策略，体现了所提故障恢复方案的有效性、灵活性。
[0116]
在一个最优的实施方案中，如图2所示，以ieee-33节点为例，线路总负荷为(3715+j2300)kva，sop安装于联络开关24-28，sop两端vsc容量均为1550kva，节点14、19、26、29装设光储系统，故障发生在11：00-12：00时间，验证故障持续时间为1小时和2小时的恢复情况，利用本发明的方案进行求解：
[0117]
第一步，确定sop在不同运行状况下的控制模式，判据如下：
[0118]
(1)sop两端都是联网侧子网
[0119]
即失电区域能够通过联络开关与上级电源直接相连，将故障迅速通过断路器进行隔离，然后闭合联络开关即可，sop正常侧保持u
dc
q控制模式，故障侧定为pq控制模式，以实现实时准确地调整相连馈线间的功率流动。
[0120]
(2)sop一端为联网侧子网，一端为失联侧子网
[0121]
即失电区域无法通过联络开关与上级电源直接相连，采用sop代替传统联络开关，sop正常侧保持u
dc
q控制模式sop故障侧控制模式设置为vf控制模式，为失联侧子网提供电压和频率支撑。此时sop等效为失联侧子网的电源。
[0122]
sop在不同运行状况下的控制模式明细如表1所示。
[0123]
表1
[0124][0125]
设故障发生于支路19-20、支路2-3，则根据上述判据，sop控制模式设置为：故障侧vf控制模式，正常侧u
dc
q控制模式。
[0126]
第二步，计算有源配电网中sop的转供能力，sop两端vsc容量均为1550kva。
[0127]
基于所述步骤s101求解转供能力。
[0128]
第三步，建立所述有源配电网的故障恢复模型，包括以下步骤：
[0129]
1.建立所述有源配电网的故障恢复模型：
[0130]
所述故障恢复模型目标函数包括：
[0131]
配电网失电负荷量最小：
[0132][0133]
式中，αk为负荷权重系数，负荷分为一级负荷、二级负荷、三级负荷，一级负荷权重系数取2.0，二级负荷取1.5，三级负荷取为1.0，pk为节点k的失负荷量，n为失电负荷总数。
[0134]
线路损耗最小：
[0135][0136]
式中，p
x
为线路x上的有功损耗，l为线路总数。
[0137]
将多目标函数转化为单一目标函数，以简化计算过程。将保证更多负荷恢复供电作为主要目标，降低网损作为次级目标，对两个目标函数赋予权重后，综合目标函数为：
[0138][0139]
模型优化变量为配电网支路通断状态，具体表示为：
[0140]
a＝{a1,a2,a3…an
}
[0141]
式中，a为支路通断矩阵，表示整个配电网各支路的开关状态。an为编号为n的支路的开关状态，an＝0表示断开，an＝1表示开通。
[0142]
2.所述故障恢复模型约束条件包括：sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束、sop转供能力约束、节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、辐射状配电网约束、孤岛内功率约束。
[0143]
具体的，sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束、sop转供能力约束、节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束与预设sop转供能力约束条件相同，除此之外，所述sop转供能力约束的数学表达式如下：
[0144]
p2≤p
max
[0145]
上式中，p
max
为sop转供能力，p2为sop故障侧输出的有功功率。
[0146]
辐射状配电网约束：
[0147]
g∈g
[0148]
孤岛内功率约束：
[0149][0150]
式中，g为重构后的网络拓扑结构，g为辐射状网络拓扑结构集合；p
eq,t
为时段t中孤岛内光储系统总出力，b为孤岛内的节点，d为孤岛内节点集合，pb为时段t中孤岛内各节点负荷大小。
[0151]
第四步，计及分布式电源与负荷的时变性，根据配电网故障发生时间与持续时间，提出孤岛划分方案，基于故障恢复模型，采用二进制粒子群算法，对主网重构方案进行寻优求解，结合孤岛划分方案与主网重构方案，得到特定故障发生时间与恢复时间对应的故障恢复方案，具体步骤如下：
[0152]
1.负荷预测：
[0153]
计及负荷的时变性，负荷在每天的不同时段，会表现出不同的负荷水平。因此本发
明对日前配电网各节点负荷进行预测。表2为不同等级节点的日负荷需求。
[0154]
表2
[0155][0156]
故障发生后，确定故障发生时段以及故障恢复时间，对分布式电源的出力进行预测，进而确定光储系统在恢复时间内的实际供电量以及负荷的供电量需求，据此进行孤岛划分。
[0157]
2.计及分布式电源出力波动与负荷时变性进行孤岛划分
[0158]
在孤岛划分前，确定故障发生时段以及故障恢复时间，对分布式电源的出力进行预测，进而确定光储系统在恢复时间内的实际供电量以及负荷的供电量需求。
[0159]
由于节点26与节点29的光储系统容量较小，不足以与其他节点划入孤岛，故直接并入主网运行，仅节点14处的光储系统参与孤岛划分，两种故障持续时间下，孤岛划分方案如表3所示。
[0160]
表3
[0161][0162][0163]
3.计及分布式电源与负荷的时变性，根据配电网故障发生时间与持续时间，采用二进制粒子群算法，对主网重构方案进行寻优求解，包括以下步骤：
[0164]
(1)确定故障发生时间与恢复时间(故障发生于11：00-12：00，恢复时间分为两种，分别为1h、2h)，进而确定主网中光储系统的供电量以及负荷用电需求量；
[0165]
(2)设置sop出口电压为12.28kv，采用二进制粒子群算法求解重构网络，设置粒子数目、迭代次数以及种群维度，对粒子速度与粒子初始速度进行初始化；
[0166]
在二进制粒子群算法中，粒子的速度矢量迭代公式与粒子群算法相同，位置矢量采用sigmoid函数和分段比较法确定。
[0167]
sigmoid函数：
[0168][0169]
分段比较：
[0170][0171]
速度矢量迭代过程仍为：
[0172][0173]
式中，为第i个粒子第t+1代的位置，为第i个粒子第t+1代的速度，rand为随机数，其值取[0，1]之间，ω为粒子惯性系数，取0.6，c1和c2为粒子学习系数，取2.0，为粒子学习系数，取2.0，分别为当前迭代过程中的个体最优解与全局最优解。
[0174]
(3)以配电网失联侧子网线路开关状态为优化变量，搜索故障恢复的最优拓扑结构，求解目标函数值。校验节点电压是否越限，如果出现节点电压越下限，则在此基础上继续消减主网负荷；若节点电压越上限，或是不满足sop运行约束，则在当前出口电压的前提下，舍弃该拓扑方案，重新搜索；
[0175]
(4)对粒子群进行多次迭代，达到迭代次数后，输出最优解与对应的目标函数值。
[0176]
(5)结合孤岛划分方案与主网重构方案，形成特定故障发生时间与恢复时间对应的故障恢复方案。
[0177]
故障发生于11：00-12：00，两种恢复时间下，各故障恢复策略结果如表4所示。
[0178]
表4
[0179][0180]
通过表4可知，用sop代替线路中的传统联络开关，可以有效提升配电网故障恢复能力。当故障持续时间延长，主网无法对部分电力需求较大的二级负荷完成供电，且两个时段下光储系统出力差异不大，以及电网中大部分为二级负荷，因此故障持续2h复电比例较低。若不同时段采用相同的网络重构方案，对于某些运行状态不一定是最优方案，有时甚至还会是一种威胁系统安全稳定运行的不可行方案。
[0181]
本发明计及分布式电源与负荷的时变性，根据配电网故障发生时间与持续时间，采用二进制粒子群算法，结合sop，有针对性地对主网重构方案进行寻优求解，并可结合前述步骤，形成特定故障发生时间与恢复时间对应的故障恢复方案。
[0182]
实施例2
[0183]
第二方面，提供一种计及sop的有源配电网故障恢复装置，如图3所示，所述计及sop的有源配电网故障恢复装置包括：
[0184]
确定模块，用于基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力；
[0185]
求解模块，用于将所述sop转供能力代入预先构建的有源配电网故障恢复模型，并求解所述预先构建的有源配电网故障恢复模型，得到用于故障恢复的配电网支路通断调节向量；
[0186]
其中，所述预先构建的有源配电网故障恢复模型包括：为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的目标函数、模型优化变量及约束条件。
[0187]
基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力；
[0188]
将所述sop转供能力代入预先构建的有源配电网故障恢复模型，并求解所述预先构建的有源配电网故障恢复模型，得到用于故障恢复的配电网支路通断调节向量；
[0189]
其中，所述预先构建的有源配电网故障恢复模型包括：为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的目标函数、模型优化变量及约束条件。
[0190]
优选的，所述基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力之前，包括：
[0191]
当sop两端均为联网侧子网时，控制sop正常侧的控制模式为u
dc
q控制模式，故障侧的控制模式为pq控制模式；
[0192]
当sop一端为联网侧子网，另一端为失联侧子网时，控制sop正常侧的控制模式为u
dc
q控制模式，故障侧的控制模式为vf控制模式。
[0193]
优选的，所述基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力，包括：
[0194]
将配电网满足预设sop转供能力约束条件时sop故障侧输出的最大有功功率作为sop转供能力；
[0195]
其中，所述预设sop转供能力约束条件包括下述中的至少一种：节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束。
[0196]
进一步的，所述sop两端有功功率平衡约束的数学表达式如下：
[0197]
p1+p2＝0
[0198]
所述sop两端容量约束的数学表达式如下：
[0199][0200]
上式中，p1、p2分别为sop正常侧输入的有功功率和故障侧输出的有功功率，q1、q2分别为sop两侧无功功率，s1、s2分别为sop两侧接入容量。
[0201]
优选的，所述目标函数的计算式如下：
[0202][0203]
上式中，f为目标函数的目标值，αk为节点k的权重系数，pk为节点k的失负荷量，n为除孤岛节点以外的失电负荷节点总数，l为线路总数，p
x
为线路x上的有功损耗。
[0204]
进一步的，当节点k为一级负荷时，αk＝2，当节点k为二级负荷时，αk＝1.5，当节点k为三级负荷时，αk＝1。
[0205]
进一步的，所述模型优化变量为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，其数学表达式如下：
[0206]
a＝{a1,a2,a3…an
}
[0207]
上式中，a为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，an为支路n的开关状态，an＝0表示断开，an＝1表示开通。
[0208]
进一步的，所述为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的约束条件包括下述中的至少一种：sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束、sop转供能力约束、节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、辐射状配电网约束、孤岛内功率约束。
[0209]
进一步的，所述sop转供能力约束的数学表达式如下：
[0210]
p2≤p
max
[0211]
上式中，p
max
为sop转供能力，p2为sop故障侧输出的有功功率。
[0212]
实施例3
[0213]
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor、dsp)、专用集成电路(application specificintegrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中一种计及sop的有源配电网故障恢复方法的步骤。
[0214]
实施例4
[0215]
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介
质(memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种计及sop的有源配电网故障恢复方法的步骤。
[0216]
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。
[0217]
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。
[0218]
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。
[0219]
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。
[0220]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
技术特征：1.一种计及sop的有源配电网故障恢复方法，其特征在于，所述方法包括：基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力；将所述sop转供能力代入预先构建的有源配电网故障恢复模型，并求解所述预先构建的有源配电网故障恢复模型，得到用于故障恢复的配电网支路通断调节向量；其中，所述预先构建的有源配电网故障恢复模型包括：为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的目标函数、模型优化变量及约束条件。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力之前，包括：当sop两端均为联网侧子网时，控制sop正常侧的控制模式为u
dc
q控制模式，故障侧的控制模式为pq控制模式；当sop一端为联网侧子网，另一端为失联侧子网时，控制sop正常侧的控制模式为u
dc
q控制模式，故障侧的控制模式为v
f
控制模式。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力，包括：将配电网满足预设sop转供能力约束条件时sop故障侧输出的最大有功功率作为sop转供能力；其中，所述预设sop转供能力约束条件包括下述中的至少一种：节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述sop两端有功功率平衡约束的数学表达式如下：p1+p2＝0所述sop两端容量约束的数学表达式如下：上式中，p1、p2分别为sop正常侧输入的有功功率和故障侧输出的有功功率，q1、q2分别为sop两侧无功功率，s1、s2分别为sop两侧接入容量。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数的计算式如下：上式中，f为目标函数的目标值，α
k
为节点k的权重系数，p
k
为节点k的失负荷量，n为除孤岛节点以外的失电负荷节点总数，l为线路总数，p
x
为线路x上的有功损耗。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当节点k为一级负荷时，α
k
＝2，当节点k为二级负荷时，α
k
＝1.5，当节点k为三级负荷时，α
k
＝1。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述模型优化变量为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，其数学表达式如下：a＝{a1,a2,a3…
a
n
}上式中，a为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，a
n
为支路n的开关状态，a
n
＝0表示断开，a
n
＝1表示开通。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的约束条件包括下述中的至少一种：sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束、sop转供能力约束、节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、辐射状配电网约束、孤岛内功率约束。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述sop转供能力约束的数学表达式如下：p2≤p
max
上式中，p
max
为sop转供能力，p2为sop故障侧输出的有功功率。10.一种计及sop的有源配电网故障恢复装置，其特征在于，所述装置包括：确定模块，用于基于预设sop转供能力约束条件确定sop转供能力；求解模块，用于将所述sop转供能力代入预先构建的有源配电网故障恢复模型，并求解所述预先构建的有源配电网故障恢复模型，得到用于故障恢复的配电网支路通断调节向量；其中，所述预先构建的有源配电网故障恢复模型包括：为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的目标函数、模型优化变量及约束条件。11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：将配电网满足预设sop转供能力约束条件时sop故障侧输出的最大有功功率作为sop转供能力；其中，所述预设sop转供能力约束条件包括下述中的至少一种：节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束。12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述目标函数的计算式如下：上式中，f为目标函数的目标值，α
k
为节点k的权重系数，p
k
为节点k的失负荷量，n为除孤岛节点以外的失电负荷节点总数，l为线路总数，p
x
为线路x上的有功损耗。13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述模型优化变量为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，其数学表达式如下：a＝{a1,a2,a3…
a
n
}上式中，a为用于故障恢复的配电网支路通断调节向量，a
n
为支路n的开关状态，a
n
＝0表示断开，a
n
＝1表示开通。14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的约束条件包括下述中的至少一种：sop两端有功功率平衡约束、sop两端容量约束、sop转供能力约束、节点电压约束、支路电流约束、配电网潮流约束、辐射状配电网约束、孤岛内功率约束。15.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；所述处理器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至9中任意一项所述的计及sop的有源配电网故障恢复方法。16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至9中任意一项所述的计及sop的有源配电网故障恢复方法。
技术总结本发明涉及配电网故障恢复技术领域，具体提供了一种计及SOP的有源配电网故障恢复方法及装置，包括：基于预设SOP转供能力约束条件确定SOP转供能力；将所述SOP转供能力代入预先构建的有源配电网故障恢复模型，并求解所述预先构建的有源配电网故障恢复模型，得到用于故障恢复的配电网支路通断调节向量；其中，所述预先构建的有源配电网故障恢复模型包括：为所述预先构建的有源配电网故障恢复模型配置的目标函数、模型优化变量及约束条件。本发明提供的技术方案，考虑SOP在有源配电网中转供能力的限制，实现配电网供电恢复，降低故障恢复过程中产生的线路损耗。程中产生的线路损耗。程中产生的线路损耗。
技术研发人员：叶学顺 刘科研 贾东梨 何开元 白牧可 康田园 李昭 王帅 周俊
受保护的技术使用者：国家电网有限公司 国网山东省电力公司 国网山东省电力公司电力科学研究院
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/7/5
