一种考虑储能系统的配电网分布式供电恢复方法与流程

1.本公开属于供电恢复技术领域，具体涉及一种考虑储能系统的配电网分布式供电恢复方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.故障自愈是智能配电网的重要特征，而供电恢复是实现故障自愈的重要技术环节。智能配电网规模不断扩大、运行方式更加灵活多变、允许的停电时间不断缩短，电网拓扑和电气量信息急剧增多，给集中式的信息采集、交互和计算带来巨大压力，同时也会导致优化问题的求解规模快速膨胀，这些因素使得集中式的供电恢复策略越来越难以满足要求。
4.随着配电网向智能化方向推进发展，配电网系统中越来越多地引入储能系统(energy storage system，简称ess)、分布式电源(distributed generator,简称dg)等装置，提升配电网灵活调节控制能力的同时，导致配电网运行结构和形态发生了极大改变，故障发生后必然出现与传统配电网不同的故障特征。
5.ess在配电网中的应用场景日渐丰富。当配电网故障发生后，上级电网暂停对失电区域供电，ess与配电网连接，可利用自身储能对配电网继续进行供电，这表明ess在增强配电网供电恢复能力、提高供电可靠性方面具有重要研究意义。
6.dg接入配电网后可以维持电压水平，提高配电网电压稳定性；因为不需要远距离输电，可以降低网络损耗；通过逆变器并网，产生电流谐波，影响电能质量。ess的接入和输出调节可以更好地促进dg在配电网中的消纳。
7.配电网中接入ess和dg等装置后，其多样的运行特性对供电恢复有良好支撑作用，但同时使故障后的供电恢复问题更加复杂；因此，针对适合配电网新的结构与运行特点、快速性好、对新装置的适应性强的分布式供电恢复方法有待研究。
8.据发明人了解，ess和dg等装置接入配电网后，在配电网供电恢复的过程中可能会同时出现新的特征和需求：
9.(1)多种装置的接入使配电网规模扩大，实现辐射状运行和闭环运行的同时拓扑结构更加复杂，电网运行信息增加，供电恢复的问题规模和求解难度快速膨胀；
10.(2)新形态配电网引入ess和分布式电源后，ess和dg等装置的可控性会带来输出频繁调节，影响配电网中相关节点的电气量变化，进一步增加了供电恢复问题的复杂性。


技术实现要素：

11.为了解决上述问题，本公开提出了一种考虑储能系统的配电网分布式供电恢复方法，根据待恢复负荷的功率特性，灵活调整ess这类可调可控装置的输出功率，使配电网停电区域中的可用电源容量与供电恢复路径中的节点负荷功率特性相互配合，实现快速且尽
可能大范围的供电恢复。
12.根据一些实施例，本公开的方案提供了一种考虑储能系统的配电网分布式供电恢复方法，采用如下技术方案：
13.一种考虑储能系统的配电网分布式供电恢复方法，包括以下步骤：
14.配电网故障隔离后，以故障点下游断开开关处的智能终端为搜索起始根节点，进行配电网非故障停电区域的搜索；
15.基于储能系统的自身属性构建用于供电恢复的储能系统模型；
16.根据所构建的用于供电恢复的储能系统模型的约束条件，制定储能系统在配电网分布式供电恢复过程中的调整策略，基于所制定的调整策略求解储能系统的输出功率，确定配电网非故障停电区域可恢复供电的范围，实现配电网分布式供电恢复。
17.作为进一步的技术限定，在所述配电网非故障停电区域搜索的过程中，采用正向接力搜索和反向信息确认的方式。
18.进一步的，所述配电网非故障停电区域的正向接力搜索的过程为：
19.从所述搜索起始根节点开始，根据配电网拓扑的共同支路搜索到相邻节点及其所对应的智能终端，触发相邻智能终端启动拓扑搜索；
20.当相邻智能终端接收到搜索启动指令时，根据所述相邻智能终端所对应开关的属性判断是否满足搜索停止条件；若满足搜索停止条件则停止搜索，否则将向配电网拓扑中的下游智能终端发送拓扑搜索指令；
21.标记所搜索到的节点，搜索结束后，所标记的节点及相关支路的集合为配电网非故障停电区域。
22.进一步的，所述搜索停止条件为多个开关在所述智能终端存储的所在节点属性信息中均进行标记，所述多个开关包括末端节点开关、主供电电源开关、储能系统开关、分布式电源并网开关或处于分闸位置处禁止合闸的开关。
23.进一步的，在配电网非故障停电区域搜索结束后，从配电网末端节点开始，沿配电网拓扑搜索路径反方向返回确认信息，直接与相邻智能终端通信，不需重新搜索配电网拓扑，逐步返回至所述搜索起始根节点。
24.作为进一步的技术限定，在确定配电网非故障停电区域可恢复供电范围的过程中，针对所搜索到的非故障停电区域，若非故障停电区存在可恢复电源点，所述搜索起始根节点向配电网中的各电源发送供电恢复计算指令，所述各电源收到指令后进行供电恢复计算，将计算指令和网络等值参数向所连接节点发送；中间节点收到信息后，依据本地电气量信息和网络等值参数进行供电恢复计算，进行约束条件的验证，约束条件满足则重新生成网络等值参数继续计算，否则计算停止。
25.作为进一步的技术限定，所述用于供电恢复的储能系统模型至少包括直线特性的储能系统供电恢复模型、圆形特性的储能系统供电恢复模型和矩形特性的储能系统供电恢复模型。
26.进一步的，所述直线特性的储能系统供电恢复模型适用于无功功率充足的配电网中；不需要考虑无功功率约束，将直线特性的储能系统模型简化为左方向的有功功率折线，向供电恢复路径提供有功功率支持；
27.储能系统充电状态的运行功率约束：
[0028][0029]
其中，和分别为节点i上储能系统的充电功率下限与上限，为t时刻节点i上储能系统的充电决策变量，表示t时刻安装在节点i的储能系统处于充电状态，表示t时刻安装在节点i的储能系统不处于充电状态；
[0030]
储能系统放电状态的运行功率约束：
[0031][0032]
其中，和分别为t时刻节点i上储能系统的充电功率和放电功率，和分别为节点i上储能系统的放电功率下限与上限，为t时刻节点i上储能系统的放电决策变量；表示t时刻安装在节点i的ess处于放电状态；表示t时刻安装在节点i的ess不处于充电状态；
[0033]
储能系统不能同时处于充放电状态：
[0034][0035]
储能系统的输出功率：
[0036]
p
iess
＝p
ich
η
ch-p
idis
/η
dis
[0037]
其中，为节点i处储能系统运行时的输出功率，η
ch
和η
dis
分别为节点i处储能系统的充放电效率。
[0038]
进一步的，所述圆形特性的储能系统供电恢复模型的功率调节能力满足功率约束：
[0039][0040]
其中，q
i,max
为节点i上储能系统所发出的最大无功功率，s
i,max
为节点i上储能系统装置自身的最大容量。
[0041]
进一步的，所述矩形特性的储能系统供电恢复模型在储能系统中安装无功补偿装置，以实现非故障停电区域的供电恢复范围；所安装的无功补偿装置的调节能力范围受限于连接逆变器的额定容量约束，其无功功率约束为：
[0042]qi,min
≤q
i,svc
≤q
i,max
[0043]
其中，q
i,min
为节点i上储能系统额外安装的无功补偿装置所发出的最大无功功率，q
i,max
为节点i上无功补偿装置所发出的最小无功功率。
[0044]
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
[0045]
(1)本公开在获得停电区域范围后，充分利用各处智能终端的有限的信息存储和计算能力，将全局优化的集中式复杂供电恢复约束条件化简为智能终端计算能力范围内的分布式供电恢复约束条件，并进行快速电气量计算，获得供电恢复方案。
[0046]
(2)本公开基于智能终端对等通信和分布系统的工作方式，仅在局部信息支撑下完成非故障停电区的拓扑搜索和供电恢复约束条件的简化求解。
[0047]
(3)本公开在储能系统可控装置接入配电网后，配电网接入储能系统等可控装置
调整输出时，装置所在位置的相关节点电气量将发生改变，分布式算法能够根据局部信息快速完成电气量的更新计算，在计算速度上可适应该类装置的多次参数调整。
[0048]
(4)本公开记载了储能系统的三种不同类型的供电恢复模型及其运行约束，包括只考虑有功功率输出的储能系统直线特性模型、同时考虑有功无功功率输出的储能系统圆特性模型以及额外安装无功补偿装置的储能系统矩形特性模型。
[0049]
(5)本公开基于储能系统不同的供电恢复模型，考虑储能系统的充放电灵活运行和可调可控特性，提出了考虑储能系统和分布式电源的分布式供电恢复方法，并根据不同简化模型分别提出在分布式供电恢复方法中储能系统与储能系统配合的调整策略。
附图说明
[0050]
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
[0051]
图1是本公开实施例一中的非故障停电区拓扑搜索及信息返回确认过程示意图；
[0052]
图2是本公开实施例一中的实际可恢复供电区域的确定过程示意图；
[0053]
图3是本公开实施例一中的圆形特性ess的容量运行范围示意图；
[0054]
图4是本公开实施例一中的矩形特性ess的容量运行范围；
[0055]
图5是本公开实施例一中的配电网局部拓扑示意图；
[0056]
图6是本公开实施例一中的圆形特性ess在供电恢复路径中的输出调整示意图；
[0057]
图7是本公开实施例二中的接入ess和dg的ieee69节点配电网示意图；
[0058]
图8是本公开实施例二中的ess输出调整与供电恢复过程示意图；
[0059]
图9是本公开实施例二中的矩形特性与圆形特性的ess供电恢复能力对比示意图。
具体实施方式
[0060]
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
[0061]
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0062]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0063]
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0064]
实施例一
[0065]
本公开实施例一介绍了一种考虑储能系统的配电网分布式供电恢复方法。
[0066]
本实施例中的考虑储能系统的配电网分布式供电恢复方法，以分散安装在配电网各开关处的智能终端stu为核心，基于stu的局部拓扑、电气量等信息，采用对等通信和分布式计算的工作方式，确定非故障停电区域范围并对该区域进行供电恢复。
[0067]
分布式供电恢复方案分两步完成：第一步，采用正向接力搜索和反向信息确认的方式确定非故障停电区域范围，第二步，对停电区域网络进行简化等值，对约束条件进行分
布式求解计算，确定实际可恢复供电的范围。
[0068]
第一步：非故障停电区域的搜索
[0069]
当配电网完成故障隔离后，以故障点下游断开开关处stu为搜索起始根节点，开始非故障停电区域的接力搜索过程：
[0070]
(1)从根节点开始，根据所存储拓扑信息中的共同支路搜索到相邻节点及其对应的stu，触发相邻stu启动拓扑搜索；
[0071]
(2)相邻stu接收到搜索启动指令后，首先根据对应开关的属性判断是否满足搜索停止条件，若满足条件则停止搜索，不满足则将拓扑搜索指令向下游stu发送，以此类推。
[0072]
(3)搜索停止条件为：末端节点开关、主供电电源ts、ess、dg并网开关或者处于分闸位置且禁止合闸的开关，上述开关在stu存储的所在节点属性信息中都会进行相应的标记。
[0073]
对搜索到的节点进行标记，搜索结束后，标记节点及相关支路的集合构成了停电区域。
[0074]
以图1为例说明非故障停电区拓扑搜索过程，节点1为根节点，开始以蓝色箭头为非故障停电区的正向搜索过程。stu1根据支路1-2搜索到了节点2及stu2，完成一次接力搜索；节点2为分支点，连接着多条支路，因此本实施例采用广度优先策略，根据与之相连支路2-3、2-7搜索到节点3和节点7对应的stu，以此类推，直至满足搜索停止条件。其中节点6为与馈线相连ts电源点，节点9和节点14对应为ess这类特殊标记电源点，节点11对应为末端开关，节点15对应为dg并网开关，节点12为与馈线断开的ts。其中节点12类型节点不必恢复供电。
[0075]
非故障停电区域搜索结束后，需要进行返回信息确认步骤，主要原因有：
[0076]
(1)由于各分支搜索时间不同，需要确保实际供电恢复计算开始前停电区域内已全部搜索完成；
[0077]
(2)需要对停电区域内是否满足供电恢复条件进行判断；
[0078]
(3)为满足恢复过程中的辐射状网络拓扑约束，带有分支的节点必须明确下游电源的数量和类型。
[0079]
因此在完成停电区域搜索后，从末端节点开始，沿拓扑搜索路径反方向返回确认信息，逐步返回至根节点。
[0080]
信息返回确认的过程也同样采用接力方式，与本实施例中所提的停电区域拓扑搜索过程类似，但无需重新进行拓扑搜索，只需直接与相邻stu进行通信即可。
[0081]
第二步：实际可恢复区域的搜索
[0082]
若非故障停电区存在可恢复电源点，根节点发送“供电恢复计算”指令至各处电源点，收到指令的电源点开始进行供电恢复计算，将计算指令、网络等值参数向所连接节点发送，进行供电恢复计算。中间节点收到信息后，依据本地电气量信息和网络等值参数进行约束条件验证，约束条件满足则重新生成网络等值参数继续计算，否则计算停止。
[0083]
以图2为例说明上述实际可恢复供电区域的确定过程，供电恢复过程自节点6处的电源点ts开始，蓝色箭头为该电源点的供电恢复计算路径。恢复至分支点4时，节点14所在分支存在ess，该分支作为优势分支进行恢复计算。恢复完节点13、节点14分支后继续恢复另一分支节点3，但供电恢复能力不足以恢复节点2，因此沿蓝色虚线路径将恢复计算停止
消息发送至节点9处另一电源点ts，开始进行供电恢复计算。红色箭头为以节点9处ts为电源点的供电恢复路径。
[0084]
分布式约束条件的网络等值计算
[0085]
分布式供电恢复计算从可恢复供电的电源点开始逐步恢复各节点负荷，将已恢复网络等值为戴维南等效电路，对待恢复供电节点进行电气量约束条件计算。利用网络逐步戴维南等值方法计算待恢复节点j的相关电气量后，该节点恢复供电需满足以下约束条件：
[0086]
节点电压约束：
[0087][0088]
式中，和分别代表j节点电压的下限和上限。
[0089]
功率约束和支路潮流约束：
[0090]
sj≤min(cs,s
jd
)
ꢀꢀꢀ
(2)
[0091]
式中，sj代表节点j的节点负荷，cs表示恢复节点j时电源点的剩余可用容量，s
jd
表示待恢复节点j与电源点之间所有支路功率余量的最小值。
[0092]
其他已恢复节点经过修正的节点电压满足约束(1)-(2)。
[0093]
用于供电恢复的ess模型
[0094]
(1)直线特性的ess供电恢复模型：
[0095]
ess运行过程中只具备输出有功功率的能力，这种特性的ess适合运行在无功功率充足的配电网中。这种情况下ess运行调节不需要考虑无功功率约束，其运行约束条件如式(3)-(6)所示。
[0096]
ess充电状态的运行功率约束：
[0097][0098]
式中，和分别为节点i上ess的充电功率下限与上限，为t时刻节点i上ess的充电决策变量，表示t时刻安装在节点i的ess处于充电状态，表示t时刻安装在节点i的ess不处于充电状态。
[0099]
ess放电状态的运行功率约束：
[0100][0101]
式中：和分别为t时刻节点i上ess的充电功率和放电功率，和分别为节点i上ess的放电功率下限与上限，为t时刻节点i上ess的放电决策变量。表示t时刻安装在节点i的ess处于放电状态；表示t时刻安装在节点i的ess不处于充电状态。
[0102]
其中，ess不能同时处于充放电状态：
[0103][0104]
ess的输出功率：
[0105]
p
iess
＝p
ich
η
ch-p
idis
/η
dis
ꢀꢀꢀ
(6)
[0106]
式中：为节点i处ess运行时的输出功率，η
ch
和η
dis
分别为节点i处ess的充放电效率。
[0107]
在分布式方法的供电恢复过程示意图中，将直线特性的ess模型简化为左方向的有功功率折线，向供电恢复路径提供有功功率支持。
[0108]
(2)圆形特性的ess供电恢复模型：
[0109]
ess运行过程中既具备输出有功功率的能力，同时也可以进行无功功率的输出和调整。这种特性的ess在大部分配电网中具有普遍的适用性。连接有此类运行特性ess的配电网在运行时，ess同时提供有功功率和无功功率并可以实现运行功率的灵活调整。
[0110]
在此类情况下，ess自身功率容量一定的同时需要提供有功功率和无功功率，因此在运行过程中除了满足式(3)-(6)的约束外，其功率调节能力同时还需满足功率约束(7)：
[0111][0112]
式中：q
i,max
为节点i上ess所发出的最大无功功率，s
i,max
为节点i上ess装置自身的最大容量。
[0113]
这种运行特性的ess装置应用到配电网分布式供电恢复问题中，运行调整范围与sop类似，运行特性是为以自身最大容量s
i,max
为半径的容量圆。由于ess不能同时处于充放电运行状态，因此ess运行调整范围与sop略有不同，为容量特性圆的第一、三象限。根据该组合装置的有功功率和无功功率输出约束条件，ess组合装置的容量运行调整范围如图3所示，为圆形特性。
[0114]
(3)矩形特性的ess供电恢复模型：
[0115]
在配电网中，ess所有容量均用来输出有功功率，为供电恢复提供有功功率支持，同时在ess装置内安装额外的无功补偿装置，补齐供电恢复路径中ess装置的无功短板，以实现尽可能大的非故障停电区域的供电恢复范围。无功补偿装置的调节能力范围受限于连接逆变器的额定容量约束。以额外连接了静止无功补偿器svc的ess为例，该组合装置除了符合自身运行约束以外，svc还要符合以下无功功率约束：
[0116]qi,min
≤q
i,svc
≤q
i,max
ꢀꢀꢀ
(8)
[0117]
式中：q
i,min
为节点i上ess额外安装的无功补偿装置所发出的最大无功功率，q
i,max
为节点i上无功补偿装置所发出的最小无功功率
[0118]
这种运行特性的ess装置应用到配电网分布式供电恢复问题中，运行调整范围不再是圆形特性。根据该组合装置的有功功率和无功功率输出约束条件，ess组合装置的容量运行调整范围如图4所示，为矩形特性。由于ess和额外安装的无功补偿装置可以实现各自控制，此种情况下，ess组合装置的有功功率和无功功率分别实现独立控制，且二者没有输出调整上的耦合，因此这类装置在运行矩形范围内的四个象限中均可调整运行。
[0119]
ess在运行过程中除了符合本实施例中提到的不同运行特性的各种功率约束条件外，由于自身运行容量的限制，ess在配电网中无法实现长时间的持续稳定输出，因此需要考虑其荷电量约束。
[0120]
ess的荷电状态与充放电功率之间的关系：
[0121]
[0122]
式中，为t+1时刻i节点ess的荷电量，η
ch
和η
dis
表示为节点i处ess的充放电效率，δt为ess的单位时间步长。
[0123]
ess装置自身的荷电量约束：
[0124][0125]
式中，和分别为节点i上ess的荷电系数下限和上限，为节点i处ess的配置容量。
[0126]
需要进行说明的是，在ess正常运行过程中，其初始时刻和结束时刻的荷电量是相同的：
[0127][0128]
式中，和分别表示ess的初始和结束时刻的荷电量。
[0129]
由式(10)荷电量约束条件可知，在考虑ess荷电量约束时，由于ess的充放电功率无法以长时间稳定输出来支撑配电网的供电恢复，因此分布式供电恢复过程中，ess对供电恢复过程的功率支持时间有限，一般的处理方法为假定ess纳入分布式供电恢复时间为30min。30min内若配电网中停电故障及时切除，配电网转至正常运行；若30min内停电故障未被及时切除，ess由于荷电量的约束，不能够再继续提供功率输出，因此退出运行，配电网运行切换至备用供电恢复方案，即不含ess的配电网供电恢复方案。
[0130]
考虑到ess本身功率损耗相对于传输功率较小，本实施例在考虑ess的供电恢复计算过程中忽略ess自身的功率损耗。在配电网分布式供电恢复中，ess只为停电区域提供功率支持，不作为主供电电源提供稳定电压。因此，ess在供电恢复过程中按照既定的调整策略进行充放电的功率控制。
[0131]
ess的输出调整策略
[0132]
故障发生后，分布式供电恢复计算从电源点开始，停电区内同时存在ts与ess，ts作为主供电电源开始供电恢复计算，恢复至ess节点时，ess所在节点等效为负的负荷向配电网提供功率支撑，并根据停电区内供电恢复进程调整功率，变流器损耗忽略不计，戴维南等值阻抗为零。
[0133]
停电区内同时存在ts与ess，时分布式供电恢复计算停止多由不满足功率约束导致。由于传统ts转供馈线的有功、无功功率不可灵活调节，造成电源点剩余容量有功功率有余而无功功率不足，电源容量得不到充足利用，限制了供电恢复范围。
[0134]
当供电恢复计算至节点i不满足功率约束，计算停止信息返回至ess，ess基于自身运行特性，按照式(10)所提调整策略来设定参考值，以恢复节点i供电：
[0135][0136]
式中，p
ref
、q
ref
分别为ess向非故障停电区输出有功功率和无功功率的参考设定值，s
max
为ess最大运行功率。p
ts
、q
ts
为非故障停电区内ts输出有功、无功功率，∑pi、∑qi分别为已恢复路径和i节点的负荷及线路损耗的功率和。
[0137]
ess为停电区域唯一电源点进行故障恢复时需要为配电网提供稳定的电压，采用
下垂控制可以实现。在此基础上，依据公示(10)实现合理比例的功率输出。
[0138]
以圆形特性的ess供电恢复模型为例，所提功率调整策略进行说明。
[0139]
ess容量圆圆心运行在供电电源ts输出容量点，运行点在初始输出功率e1处。当ess纳入供电恢复路径之后，以图5中配电网的局部拓扑为例，若此时stu13处的ess容量特性为圆形，介绍分布式供电恢复过程中ess与dg的配合过程。
[0140]
图6为同时接入ess和dg的配电网局部拓扑，以stu1所在的节点1为根节点进行非故障停电区搜索后，分布式供电恢复自stu9所在节点9处ts开始逐步恢复各处节点负荷，依次恢复节点8-6和节点10-12后，将ess纳入恢复路径，之后恢复节点4-5。节点3负荷超出ess当前供电范围，但仍在容量圆内。经过ess的输出调整后，节点3得到恢复，之后节点14处dg纳入恢复路径。之后恢复节点2和1。
[0141]
本实施例中的分布式供电恢复方法不需要全局电气量的配合，减少了全网信息传递和复杂参数计算的时间，具有较好的计算快速性。随着配电网规模的扩大，网络拓扑的复杂程度提高，分布式供电恢复方法越来越显示出自身的优越性。
[0142]
ess应用于配电网供电恢复具有良好效果，合理的控制策略为非故障停电区提供功率补充和电压支撑，提高了供电恢复能力；根据待恢复负荷的特性调整ess运行功率，扩大了供电恢复范围。
[0143]
本实施例建立了直线特性、圆形特性和矩形特性等三种用于供电恢复的ess模型，根据这三种模型的运行特点分别提出了ess在分布式供电恢复中的运行和调整策略，得到尽可能大的供电恢复范围。为更好地说明调整策略，在配电网分布式供电恢复路径示意图中展示了ess在配电网中的供电恢复调整过程，根据待恢复负荷的功率特性，灵活调整ess可调可控装置的输出功率，使配电网中的可用电源容量与供电恢复路径中的节点负荷功率特性相互配合，得到尽可能的最大供电恢复范围。
[0144]
实施例二
[0145]
本公开实施例二基于算例验证了实施例一中所介绍方法的有效性，在ieee69节点系统上接入圆形特性的ess装置，验证ess在分布式供电恢复中的运行和调整，得到了尽可能大的供电恢复范围。
[0146]
如图7所示的一种接入ess和dg的ieee69节点配电网，在节点24、31、40、46、55、60和64处分别接入dg，具体参数如表1所示。73节点处接入ess装置代替原系统的联络开关ts73，运行容量见表2。节点电压允许标幺值波动区间为[0.95，1.05]，线路最大传输容量为2030kva，取基准电压12.66kv，基准功率12.66mva；设置故障导致开关6和7断开，停电区域内各处dg断开与主网连接。
[0147]
ieee69节点系统中的分布式供电恢复以节点7为根节点，开始进行非故障停电区域拓扑搜索步骤，进而触发相邻节点处stu启动接力搜索，直至搜索到节点69和73对应的ts和ess电源点，以及相应各处末端节点对应的dg节点。搜索完毕后，返回确认信息从搜索停止的末端节点开始将停电区域内的电源点数量和类型等信息发送至根节点7。第一步搜索步骤完成后确定该停电区域内存在可用于恢复供电的电源点，符合分布式供电恢复计算的条件。因此开始执行第二步搜索步骤，从电源点开始分布式供电恢复计算。
[0148]
表1 ieee69节点系统中各dg参数
[0149][0150]
表2 ieee69节点系统中各ts处的戴维南等值参数
[0151][0152]
从标准配电系统中节点69和73处ts看进去的戴维南等值参数根据改进的系统得到如表2所示。
[0153]
最初，根节点7发送“优先供电恢复计算”指令至stu69。从主供电电源点sop69所在节点开始进行分布式供电恢复计算。stu69将等值参数发送至stu10，stu10计算恢复供电后的戴维南等值电压(0.9985+j0.00058),符合供电恢复约束条件，该节点负荷可恢复。
[0154]
沿停电区域内拓扑结构逐步恢复各处节点负荷。当逐步恢复完节点47后，73节点处的ess纳入供电恢复路径。ess输出调整与供电恢复过程如图8所示。
[0155]
ess初步运行在ss1点，此时运行容量只能恢复至节点50。当恢复计算至节点51时，当前电源无功功率不足导致该节点无法恢复，但该节点负荷仍在ess当前容量圆内。按所提调整策略对ess进行输出调整，求得当前负荷特性直线l与ess容量圆交点ss2(1643，1337)为ess调整后的运行点，此时输出有功功率p
ess
＝307kw，无功功率q
ess
＝513.7kvar。ess调整后继续恢复停电区域内其他的负荷节点，直至恢复完53节点处负荷。
[0156]
ieee69节点系统停电区域内全部节点恢复完毕，本实施例中算例的分布式供电恢复结果如表3所示。
[0157]
表3 ieee69节点系统的供电恢复结果
[0158][0159]
由上表可以看出，本实施例中的ess输出调整策略与分布式供电恢复路径相辅相成，本实施例中算例验证了实施例一中考虑储能系统的配电网分布式供电恢复方法具有良好的可行性和有效性。
[0160]
此外，不同功率模型的ess对配电网供电恢复的影响也不相同。在上述算例中，节点73处圆形特性ess输出有功功率p
ess
＝307kw，无功功率q
ess
＝513.7kvar。若将73节点所连ess的圆形特性替换为矩形特性的ess装置，此时ess装置自身容量约束为有功功率p
max
＝600kw、无功补偿装置的容量约束q
max
＝800kvar。则供电恢复结果中ess调整后的输出有功功率p
ess
＝600kw、输出无功功率q
ess
＝751.1kvar，如图9所示。
[0161]
根据图9中两种不同运行特性ess的供电恢复模型功率对比可以看出，与圆形运行特性的ess供电恢复模型相比，即使已经恢复停电区域内相同范围的负荷，矩形运行特性的ess供电恢复模型具有更充足的功率剩余容量，使配电网具有更强的供电恢复能力。
[0162]
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。